Question

為測(cè)定碳酸鈣粉末的純度（設(shè)含雜質(zhì)SiO₂），某學(xué)校學(xué)生設(shè)計(jì)了如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：

方案Ⅰ：①稱(chēng)取碳酸鈣樣品M g；②加入過(guò)量鹽酸；③收集并測(cè)定生成的氣體體積V mL。

方案Ⅱ：①稱(chēng)取碳酸鈣樣品M g；②用c mol·L^-1?鹽酸V mL（過(guò)量）溶解樣品；③取溶解后的溶液用c′ mol·L^-1 NaOH溶液滴定，恰用去V′ mL。

方案Ⅲ：①稱(chēng)取碳酸鈣樣品M g；②高溫煅燒1 000 ℃直至質(zhì)量不再改變，冷卻后稱(chēng)量，質(zhì)量為M′ g。

方案Ⅳ：①稱(chēng)取碳酸鈣樣品Mg；②加入足量c mol·L^-1鹽酸V mL使完全溶解；③過(guò)濾并取濾液；④在濾液中加入過(guò)量c′ mol·L^-1  Na₂CO₃溶液V′ mL；⑤將步驟④中的沉淀濾出，洗滌、干燥、稱(chēng)量為M′ g。

依據(jù)以上實(shí)驗(yàn)方案回答以下問(wèn)題：

（1）方案Ⅰ中如果稱(chēng)量樣品時(shí)，砝碼底部有一處未被人發(fā)現(xiàn)的殘缺，那么測(cè)得的碳酸鈣純度會(huì)____________（填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”）。

（2）方案Ⅱ中：列出本實(shí)驗(yàn)中所用到的儀器名稱(chēng)（除鐵架臺(tái)、燒杯、鐵架臺(tái)附件外）____________________________________________________________________。

（3）方案Ⅲ中的“冷卻”應(yīng)如何操作：_________________________________________；理由是__________________________________________________________________。

（4）方案Ⅳ中計(jì)算碳酸鈣純度的公式為_(kāi)____________；步驟⑤中要將沉淀進(jìn)行洗滌，如果未經(jīng)洗滌，則測(cè)定結(jié)果，碳酸鈣純度將_____________（填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”）。

（5）綜上所述，請(qǐng)從實(shí)驗(yàn)條件的難易、操作引起實(shí)驗(yàn)誤差的大小等方面進(jìn)行綜合判斷，你認(rèn)為四個(gè)方案中，最好的方案是_____________。其他方案的缺點(diǎn)分別是：

方案Ⅳ：沉淀的洗滌、干燥、稱(chēng)量操作過(guò)程復(fù)雜，容易造成較大誤差。

方案：__________：___________________________________________________。

方案：__________：___________________________________________________。

Answer 1

（1）偏低

（2）托盤(pán)天平、藥匙、酸式滴定管、堿式滴定管、錐形瓶、玻璃棒

（3）在干燥器中冷卻  防止生成的氧化鈣與空氣中的二氧化碳、水反應(yīng)，造成質(zhì)量改變而產(chǎn)生誤差

（4）×100%  偏高

（5）方案Ⅱ

Ⅰ  氣體體積難以測(cè)量準(zhǔn)確，因?yàn)闅怏w體積受外界影響太大

Ⅲ  實(shí)驗(yàn)溫度高（1 000 ℃的高溫)，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求較高

解析：（1）砝碼底部有殘缺時(shí)稱(chēng)得的樣品實(shí)際質(zhì)量小于M g，則加入鹽酸后產(chǎn)生的CO₂少，導(dǎo)致測(cè)得的CaCO₃純度偏低。（2）略。（3）方案Ⅲ中煅燒所得的CaO的質(zhì)量需稱(chēng)量，為防止其在冷卻過(guò)程與空氣中的CO₂、H₂O反應(yīng)，必須在干燥器中冷卻。（4）方案Ⅳ的各操作中Ca²⁺均無(wú)損耗，最終所得M′ g CaCO₃與M g樣品中的CaCO₃質(zhì)量相等，則樣品中碳酸鈣純度的計(jì)算公式為×100%。沉淀未經(jīng)洗滌時(shí)所測(cè)M′值偏大，導(dǎo)致碳酸鈣純度偏大。（5）略。