Question

某种胃药中抗酸剂为CaCO₃．甲、乙两同学为测定其中CaCO₃含量，分别设计以下两种方案（药片中的其它成分与HCl和NaOH溶液均不反应）．请回答下列有关问题：
（1）甲同学拟用右图装置测量样品与足量稀盐酸反应生成CO₂的体积，来分析CaCO₃的含量．则①X的作用是______
②B中不可改用饱和Na₂CO₃溶液，用离子方程式说明理由______
（2）乙同学拟用以下操作测定样品中CaCO₃含量：
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20mL蒸馏水
C．加入30mL 0.100mol/L 的盐酸，充分反应
D．用0.100mol/L NaOH溶液中和过量的盐酸至中性，共消耗NaOH溶液18.00mL
试回答下列问题：
①配制0.100mol/L HCl溶液100mL需要的玻璃仪器是______
②该胃药中CaCO₃的质量分数是______
（3）甲同学将实验中获得的17.92mL CO₂ （标准状况）通入10mL 0.100mol/L NaOH溶液中，判断所得溶液的溶质是______（填化学式）

Answer 1

解：（1）①连通管X能使漏斗和广口瓶中的压强保持一致，使盐酸顺利流下，故答案为：使广口瓶内与分液漏斗内气体压强相等，便于溶液顺利流下；
②若用碳酸钠溶液，溶液中会发生反应：CO₃^2-+CO₂+H₂O=HCO₃^-，导致生成的二氧化碳被消耗，测定结果偏小，故答案为：CO₃^2-+CO₂+H₂O=HCO₃^-；
（2）①配制0.100mol/L HCl溶液100mL需要的玻璃仪器有100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒，故答案为：100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒；
②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18.00 mL，则与碳酸钙反应的盐酸为30.00mL-18.00 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%；
（3）标况下，17.92mL CO₂ 的物质的量是×10^-3mol=0.0008mol，10mL0.100mol/L NaOH溶液中含有氢氧根离子的物质的量是0.01L×0.100mol/L=0.001mol，
根据关系式：CO₂～Na₂CO₃～2OH^-、CO₂～NaHCO₃～OH^-，完全生成碳酸钠，需要消耗氢氧根离子0.0008mol×2=0.0016mol＞0.001mol；完全生成碳酸氢钠，需要消耗氢氧根离子的物质的量是：0.0008mol＜0.001mol，氢氧根离子有剩余，所以溶液中溶质是碳酸钠和碳酸氢钠的化合物，
故答案为：Na₂CO₃、NaHCO₃．
分析：（1）①装置A中连通管X能使分液漏斗和广口瓶中的压强保持一致，使盐酸顺利流下；
②碳酸钠溶液能够和二氧化碳反应生成碳酸氢钠，消耗了二氧化碳；
（2）①根据配制一定物质的量浓度的溶液步骤选择用到的仪器；
②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18.00 mL，则与碳酸钙反应的盐酸为30.00mL-18.00 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；
（3）计算出二氧化碳的物质的量和氢氧化钠的物质的量，然后根据二者物质的量关系判断溶液中溶质的组成．
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