Question

某种胃药中止酸剂为CaCO₃．为测定其中CaCO₃含量，某研究小组设计以下两种方案（药片中的其它成分与HCl和NaOH溶液均不反应）．请回答有关问题：

（1）方案一：用如图1装置测量一定量样品与足量稀盐酸反应生成CO₂的体积，计算CaCO₃的含量；装置中连通管X的作用是______、______．
（2）方案二：用滴定法测定，有以下几步操作：
A．配制0.100mol/L HCl溶液和0.100mol/L NaOH溶液
B．取一粒药片（0.100g），研碎后加入20.0mL蒸馏水
C．以酚酞为指示剂，用0.100mol/L NaOH溶液滴定，用去体积为VmL达到终点
D．用酸式滴定管加入25.00mL 0.100mol/L HCl溶液，充分反应
①测定过程的正确操作顺序为______（填字母）．
②现需要重复滴定4次，配制0.1mol/L HCl溶液需要选用图2所示仪器中的______（填字母）．
③经测定，每次消耗NaOH溶液体积的平均值为13.00mL，则该胃药中CaCO₃的质量分数______．
④与方案一相比，方案二的主要优点是______．

Answer 1

解：（1）由于实验一般在密闭环境下进行，滴入一定液体后会发生内外压不平衡情况，此时液体就不易滴下，采用连通管可平衡内外压帮助液体顺利滴下；本实验是通过计算CO₂量反推CaCO₃的量，所以气体的量是否精准决定了实验的成功与否，由于滴下液体时，广口瓶中原有的气体也会相应进入集气瓶中，这样会使CO₂量偏大，采用连通管可使这部分气体回到分液漏斗中，不进入集气瓶中，减小实验误差．
故答案为：使广口瓶与分液漏斗内气体压强相同，便于滴入酸液； 消除滴入盐酸体积对所测气体体积的影响．
（2）①由于A、B是并列操作，不存在先后问题，故可以是ABDC 或BADC．
故答案为：ABDC 或BADC．
②因为每次滴定用的盐酸是25.00 mL，重复操作4 次，再加上润洗滴定管、调零、赶气泡也需消耗盐酸，则所需盐酸大于100 mL，故配制时需用250 mL的容量瓶，定容时需要用胶头滴管，而加水稀释时也可以借助量筒来量水的量．
故选：CD或CDE．
③反应所用盐酸与氢氧化钠溶液的浓度相等，氢氧化钠溶液的体积为13.00 mL，则与碳酸钙反应的盐酸为25.00mL-13.00 mL=12.00 mL．根据反应：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑可知，100g：2mol=m（CaCO₃）：0.100 mol/L×0.012L，解得：m=0.06 g，碳酸钙的质量分数为×100%=60%．
故答案为：60%．
④与方案一相比，方案二的优点是滴定法所需样品和试剂量少，实验测定结果误差小．
故答案为：滴定法所需样品和试剂量少，实验测定结果误差小．
分析：（1）由于实验一般在密闭环境下进行，滴入一定液体后会发生内外压不平衡情况，此时液体就不易滴下，采用连通管可平衡内外压帮助液体顺利滴下；本实验是通过计算CO₂量反推CaCO₃的量，所以气体的量是否精准决定了实验的成功与否，由于滴下液体时，广口瓶中原有的气体也会相应进入集气瓶中，这样会使CO₂量偏大，采用连通管可使这部分气体回到分液漏斗中，不进入集气瓶中，减小实验误差．
（2）①由于A、B是并列操作，不存在先后问题．
②因为每次滴定用的盐酸是25.00 mL，重复操作4 次，再加上润洗滴定管、调零、赶气泡也需消耗盐酸，则所需盐酸大于100 mL，故配制时需用250 mL的容量瓶，定容时需要用胶头滴管，而加水稀释时也可以借助量筒来量水的量．
③反应所用盐酸与氢氧化钠溶液的浓度相等，氢氧化钠溶液的体积为13.00 mL，则与碳酸钙反应的盐酸为25.00mL-13.00 mL=12.00 mL．根据反应：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑计算碳酸钙的质量，再根据质量分数定义计算．
④与方案一相比，方案二的优点是滴定法所需样品和试剂量少，实验测定结果误差小．
点评：本题考查对实验原理的理解与实验操作评价、物质含量测定、滴定原理利用，化学计算等，难度中等，理解实验原理是关键，是对所学知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力，学习中全面把握基础知识．