Question

4．以天然CaSiO₃為吸收CO₂制備CaCO₃，產(chǎn)品中還含有少量CaSiO₃和SiO₂雜質(zhì)，為測定產(chǎn)品中CaCO₃的含量，某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置（圖中夾持儀器略去）．

（1）裝置A的作用開始除去空氣中的二氧化碳，反應(yīng)完后把生成的二氧化碳?xì)怏w趕入裝置C中完全吸收實(shí)驗(yàn)過程中需緩緩?fù)ㄈ肟諝�，其作用是趕凈裝置中的空氣、把生成的二氧化碳?xì)怏w全部趕入裝置C中氫氧化鋇溶液完全吸收
（2）配制250mL0.1mol/L鹽酸溶液時，使用的儀器除了量筒、燒杯、玻璃棒外，還有膠頭滴管；250mL容量瓶
（3）B中主要反應(yīng)的離子方程式為CaSiO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂SiO₃↓，CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，有同學(xué)認(rèn)為需要在裝置B、C間添加吸收HCl的裝置，你認(rèn)為有必要（填“有”或“沒有”）原因是水蒸氣、HCl氣體會進(jìn)入裝置C中使得CO₂稱量結(jié)果偏大
（4）如果沒有D裝置．則測定的CaCO₃的含量將偏大（填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析 以天然CaSiO₃為吸收CO₂制備CaCO₃，產(chǎn)品中還含有少量CaSiO₃和SiO₂雜質(zhì)，為測定產(chǎn)品中CaCO₃的含量，利用裝置A中氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，防止干擾測定結(jié)果，裝置B中加入鹽酸和樣品中碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳通過裝置C吸收，稱量裝置C質(zhì)量增加測定生成的二氧化碳計(jì)算碳酸鈣含量，裝置D是防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入裝置C影響測定結(jié)果，
（1）裝置A是開始除去空氣中的二氧化碳，反應(yīng)完后把生成的二氧化碳?xì)怏w趕入裝置C中完全吸收；實(shí)驗(yàn)過程中需緩緩?fù)ㄈ肟諝馐桥懦�裝置中空氣，趕出生成的二氧化碳完全被氫氧化鋇溶液吸收；
（2）據(jù)實(shí)驗(yàn)操作的步驟以及每步操作需要儀器確定反應(yīng)所需儀器；
（3）B中的反應(yīng)是CaSiO₃和鹽酸反應(yīng)生成硅酸沉淀和氯化鈣，碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，水蒸氣、HCl氣體會進(jìn)入裝置C中使得CO₂稱量結(jié)果偏大，故測定裝置C在吸收CO₂前后質(zhì)量差不能準(zhǔn)確得到碳酸鈣含量；
（4）如果沒有D裝置．空氣中二氧化碳會進(jìn)入裝置C，導(dǎo)致測定二氧化碳質(zhì)量增大．

解答 解：（1）利用裝置A中氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，防止干擾測定結(jié)果，裝置B中加入鹽酸和樣品中碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳通過裝置C吸收，稱量裝置C質(zhì)量增加測定生成的二氧化碳計(jì)算碳酸鈣含量，裝置D是防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入裝置C影響測定結(jié)果，
故答案為：開始除去空氣中的二氧化碳，反應(yīng)完后把生成的二氧化碳?xì)怏w趕入裝置C中完全吸收；趕凈裝置中的空氣，把生成的二氧化碳?xì)怏w全部趕入裝置C中氫氧化鋇溶液完全吸收；
（2）操作步驟有計(jì)算、量取、稀釋、移液、洗滌移液、定容、搖勻等操作，用量筒量�。ㄓ玫侥z頭滴管）濃鹽酸，在燒杯中稀釋，用玻璃棒攪拌，冷卻至室溫后轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗滌2-3次，將洗滌液轉(zhuǎn)移到容量瓶中，加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加至溶液凹液面與刻度線水平相切，蓋好瓶塞顛倒搖勻．
所以需要的儀器為：玻璃棒、燒杯、膠頭滴管、量筒、250mL容量瓶，
故答案為：膠頭滴管；250mL容量瓶；
（3）B中主要反應(yīng)的離子方程式為CaSiO₃和鹽酸反應(yīng)生成硅酸沉淀和氯化鈣，碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，水蒸氣，反應(yīng)的離子方程式為：CaSiO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂SiO₃↓，CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，水蒸氣、HCl氣體會進(jìn)入裝置C中使得CO₂稱量結(jié)果偏大，故測定裝置C在吸收CO₂前后質(zhì)量差不能準(zhǔn)確得到碳酸鈣含量，需要在裝置B、C間添加吸收HCl的裝置，
故答案為：CaSiO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂SiO₃↓，CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；有；水蒸氣、HCl氣體會進(jìn)入裝置C中使得CO₂稱量結(jié)果偏大；
（4）如果沒有D裝置．空氣中二氧化碳會進(jìn)入裝置C，導(dǎo)致測定二氧化碳質(zhì)量增大，則測定的CaCO₃的含量將偏大，
故答案為：偏大．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力、對操作的評價(jià)、物質(zhì)含量的測定、化學(xué)計(jì)算等，根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，要認(rèn)真分析，把握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的每個步驟中的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�難度中等．