Question

在实验室里，两同学想测定碳酸钙样品中碳酸钙的质量分数（杂质不与酸反应，且受热不分解），分别设计了甲、乙两个实验方案，请回答方案中的问题．
甲方案：①称取一定质量的碳酸钙样品；②用酒精灯加热样品，直至质量不再改变；③在干燥的器皿中将固体残余物冷却后称量；④计算．
（1）甲加热样品直至质量不再改变的原因是

 

．
（2）甲将固体残徐物放在干燥的器皿中冷却的原因是

 

．
乙方案：①称取碳酸钙样品12.5g；②加入质量分数为10%的盐酸109.5g使碳酸钙完全反应；③向反应后的溶液中加入质量分数为8%的氢氧化钠溶液50g，恰好中和过量的盐酸；④计算．
（3）乙方案中，样品中碳酸钙的质量分数是

 

．
综上所述，你认为甲、乙两方案中可行的方案是

 

．
不采用另一个方案的原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）根据碳酸钙的化学性质进行分析；
（2）根据氧化钙的化学性质进行分析；
（3）样品中碳酸钙的质量分数=

碳酸钙的质量

样品的质量

×100%，样品的质量已知，根据氢氧化钠的质量求出反应后溶液中盐酸溶质的质量，用总盐酸溶液溶质的质量减去反应后溶液中盐酸溶质的质量为和碳酸钙反应的盐酸溶液溶质的质量．根据和碳酸钙反应的盐酸溶液溶质的质量求出碳酸钙的质量；从反应是否能发生、实验结果是否准确等角度分析．

解答：解：（1）碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，固体物质前后减少的是二氧化碳的质量，加热样品至质量不再改变的目的是确保碳酸钙完全分解．故答案为：确保CaCO₃完全分解．
（2）氧化钙会与空气中的水蒸汽反应生成氢氧化钙，氢氧化钙又会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水，将固体残余物放在干燥的器皿中冷却的目的是防止生成的氧化钙吸收空气中的水蒸汽及二氧化碳使测定的结果不准．故答案为：防止生成的CaO吸收空气中的水蒸气及CO₂使测定的结果不准确．
（3）设反应后的溶液中盐酸溶质的质量为x
    HCl+NaOH=NaCl+H₂O
    36.5   40
     x  50g×8%=4g
  

36.5

40

=

x

4g

      x=3.65g
和碳酸钙反应的盐酸溶质的质量=109.5g×10%-3.65g=7.3g
 设碳酸钙的质量为y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
 100      73
  y       7.3g
 

100

73

=

y

7.3g

    y=10g
样品中碳酸钙的质量分数=

10g

12.5g

×100%=80%
因为碳酸钙需要在高温下才能分解，在酒精灯的温度下不能分解，因而甲方案不可行．
故答案为：80%     乙       酒精灯的温度不能使CaCO₃分解．

点评：本道题的难点是第三小题的计算题，比较繁琐，做本类型题时应从问题着手，一步一步向前倒着分析．