Question

18．热水瓶用久后，瓶胆内壁常附着一层水垢，其成分是碳酸钙、氢氧化镁及少量水，实验室现有一瓶水垢样品，为测定其中各成份的质量分数，某化学兴趣小组的同学利用如图所示装置进行实验（该装置气密性良好，A、C、D中所装药品足量）．
已知：碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物；加热条件下，氢氧化镁易分解，反应的化学方程式为：Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O↑．

部分实验步骤如下：
Ⅰ．将质量为m的样品装入装置B的玻璃管中，按图连接好装置，关闭弹簧夹，给样品加热；
Ⅱ．待样品完全反应，先打开弹簧夹通入空气，再熄灭酒精喷灯，直到玻璃管冷却；
Ⅲ．实验完毕，测得装置C、D中的液体质量分别增加了m₁、m₂；
Ⅳ．根据实验所测数据计算该样品中碳酸钙、氢氧化镁和和水的质量分数．
请回答下列问题：
（1）装置C中所装药品为浓硫酸．
（2）装置D中发生反应的化学方程式为2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（3）该水垢样品中碳酸钙的质量分数表达式为$\frac{2500m_{2}}{11m}$%．
（4）实验反思：实验步骤不变，若没有装置A，会导致氢氧化镁的测定结果偏小（填“偏大”、“偏小”或“无法判断”）．

Answer 1

分析 （1）装置C中所装药品是浓硫酸，用来吸收水蒸气，D中药品是氢氧化钠溶液，用来吸收二氧化碳；
（2）装置D中，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水；
（3）碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，根据反应的化学方程式及其提供的数据可以计算该水垢样品中碳酸钙的质量分数；
（4）实验步骤不变，若没有装置A，空气中的二氧化碳能被氢氧化钠溶液吸收．

解答 解：（1）装置C中所装药品为浓硫酸，用来吸收水蒸气．
故填：浓硫酸．
（2）装置D中，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，发生反应的化学方程式为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
故填：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（3）设碳酸钙质量为x，
D中的液体质量增加了m₂，说明反应生成的二氧化碳质量是m₂，
CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，
100                     44
x                         m₂
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{m_{2}}$，
x=$\frac{100m_{2}}{44}$，
该水垢样品中碳酸钙的质量分数表达式为：$\frac{100m_{2}}{44m}$×100%=$\frac{2500m_{2}}{11m}$%，
故填：$\frac{2500m_{2}}{11m}$%．
（4）实验步骤不变，若没有装置A，空气中的二氧化碳能被氢氧化钠溶液吸收，会导致碳酸钙的质量分数偏大，从而导致氢氧化镁的测定结果偏小．
故填：偏小．

点评 本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论．