广西有大量的石灰石,为了测定某地石灰石中碳酸钙的质量分数(假设杂质不参加反应,且不溶于水),某兴趣小组的同学设计了三个实验方案并进行了如下探究:
方案I:①称取石灰石样品10g②高温煅烧至质量不再改变,然后把剩余固体放在密闭干燥的容器中冷却至室温,称得剩余固体质量为6.04g.
方案Ⅱ:①称取石灰石样品10g②加入足量的质量分数为10%的稀盐酸100g,使碳酸钙完全溶解③过滤后在滤液中加入过量的质量分数为15%的碳酸钠溶液150g④将步骤③中的沉淀过滤、洗涤、干燥,称得沉淀质量为9g.
方案Ⅲ:①称取石灰石样品lOg②加入足量的稀盐酸,使碳酸钙全部溶解
③用导管将生成的气体通入澄清石灰水(过量)④将步骤③中生成的沉淀过滤、洗涤、干燥,称得沉淀质量为8.8g.
根据上述回答问题:
(1)在方案I中冷却剩余固体为什么要在密闭干燥的容器中进行?
(2)某同学根据方案I计算碳酸钙的质量分数过程如下:设石灰石中碳酸钙的质量为X,则
CaCO3高温.CaO+CO2↑
100 56
x6.04g
100x=566.04g x=lO.78g
CaCO3%=10.7810×100%=107.8%
以上解法得出碳酸钙的质量分数超过100%,造成计算结果错误的原因是______,正确的计算结果是______.
(3)方案Ⅱ中求碳酸钙的质量分数时,下列数据不需要的是______(填序号).
A.10%、100gB.10gC.15%、150g D.9g
(4)通过对三个方案中的碳酸钙质量分数的计算可知,方案Ⅲ计算得出的碳酸钙质量分数要比方案工和方案Ⅱ低,你认为其中可能的原因是下面的______(填序号).
A.生成的二氧化碳有部分溶于水B.导管中仍有部分二氧化碳未排出.
C.生成的沉淀不应该洗涤和干燥D.稀盐酸不应加足量
(5)请你另外设计一个实验方案,测定石灰石中碳酸钙的质量分数.(提示:可以从求杂质的角度来分析)
正确答案:
(1)石灰石高温煅烧后生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙能吸收空气中的水分,冷却时要在密闭干燥容器中进行;
(2)因为剩余固体质量6.04g包含了杂质质量,所以得出碳酸钙的质量分数超过100%;
生成二氧化碳质量=10g-6.04g=3.96g,
设生成3.96g二氧化碳,需碳酸钙质量为x
CaCO3高温.CaO+CO2↑
100 44
x 3.96g
10044=x3.96 x=9g
CaCO3%=910×100%=90%
(3)方案Ⅱ是:碳酸钙与过量稀盐酸反应生成氯化钙,氯化钙和过量碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀,生成碳酸钙的质量等于石灰石中碳酸钙的质量,其中只需知道稀盐酸与碳酸钠过量即可,不需知道具体数据,故选AC;
(4)方案Ⅲ是:根据生成的二氧化碳与氢氧化钙反应,生成碳酸钙质量来计算石灰石中碳酸钙的质量分数,而二氧化碳溶于水且导管中仍有部分二氧化碳未导出,计算得出的碳酸钙质量分数要比方案工和方案Ⅱ低,故选AB;
(5)杂质不参与反应,且不溶于水设计实验:
实验步骤:①称取石灰石样品W1g; ②加入足量的盐酸,使碳酸钙全部溶解;③过滤、洗涤、干燥,称量不溶物(即杂质)的质量为W2g;④根据(W1-W2)/W1×100%,即可求出碳酸钙的质量分数.
故
正确答案:
为:
(1)因为剩余固体中的氧化钙能吸收空气中的水分
(2)剩余固体质量6.04g包括了杂质的质量;90%;
(3)AC;
(4)AB;
(5)实验步骤:①称取石灰石样品W1g; ②加入足量的盐酸,使碳酸钙全部溶解;③过滤、洗涤、干燥,称量不溶物(即杂质)的质量为W2g;④根据(W1-W2)/W1×100%,即可求出碳酸钙的质量分数.
广西有大量的石灰石,为了测定某地石灰石中碳酸钙的质量分数(假设杂质不参加反应,且不溶于水),某兴趣小组的同学设计了三个实验方案并进行了如下探究:方案I:①称取石灰石样品,化学
时间:2018-03-31
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