Question

為測(cè)定碳酸鈣粉末的純度(含雜質(zhì)SiO₂)，某學(xué)校學(xué)生設(shè)計(jì)了如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：

方案一：①稱取碳酸鈣樣品M g；②加入過(guò)量鹽酸；③收集并測(cè)定生成的氣體體積V mL。

方案二：①稱取碳酸鈣樣品M g；②用c mol/L鹽酸V mL(過(guò)量)溶解樣品；③取溶解后的溶液用c′mol/L NaOH溶液滴定，恰用去V′ mL。

方案三：①稱取碳酸鈣樣品M g；②高溫1000 ℃煅燒直至質(zhì)量不再改變，冷卻后稱量，質(zhì)量為M′ g。

方案四：①稱取碳酸鈣樣品M g；②加入足量c mol/L鹽酸V mL使之完全溶解；③過(guò)濾并取濾液；④在濾液中加入過(guò)量的c′mol/L Na₂CO₃溶液V′mL；⑤將步驟④中的沉淀濾出，洗滌、干燥、稱量為M′g。

依據(jù)以上實(shí)驗(yàn)方案回答以下問(wèn)題：

(1)方案一中如果稱量樣品時(shí)，砝碼底部有一處未被發(fā)現(xiàn)的殘缺，那么測(cè)得的碳酸鈣純度會(huì)________(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)。

(2)方案二中：列出本實(shí)驗(yàn)中所用到的儀器名稱(除鐵架臺(tái)、燒杯、鐵架臺(tái)附件外)_________________________________________________________________________。

(3)方案三中的“冷卻”應(yīng)如何操作：

____________________________________________________________；

理由是_________________________________________________________。

(4)方案四中計(jì)算碳酸鈣純度的公式為_(kāi)_____________；步驟⑤中要將沉淀進(jìn)行洗滌，如果未經(jīng)洗滌，則測(cè)定結(jié)果碳酸鈣純度將________(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)。

(5)綜上所述，請(qǐng)從實(shí)驗(yàn)條件的難易、操作引起實(shí)驗(yàn)誤差的大小等方面進(jìn)行綜合判斷，你認(rèn)為四個(gè)方案中，最好的方案是________。其他方案的缺點(diǎn)分別是：

方案四：沉淀的洗滌、干燥、稱量操作過(guò)程復(fù)雜，容易造成較大誤差。

方案________：_____________________________________________________。

方案________：____________________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

(1)偏低

(2)托盤天平、藥匙、滴定管夾、酸式滴定管、堿式滴定管、錐形瓶、玻璃棒

(3)在干燥器中冷卻　防止生成的氧化鈣與空氣中的水蒸氣反應(yīng)，造成質(zhì)量改變而產(chǎn)生誤差

(4)×100%　偏高

(5)方案二　一　氣體體積難以測(cè)量準(zhǔn)確，氣體體積受外界影響太大　三　實(shí)驗(yàn)溫度高(1000 ℃的高溫)，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求較高

【解析】

試題分析：(1)砝碼底部有殘缺，則所稱樣品的質(zhì)量偏小，通過(guò)實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的二氧化碳的體積偏小，即所測(cè)的碳酸鈣樣品純度偏低；(2)稱取碳酸鈣樣品需要托盤天平和藥匙，量取鹽酸用酸式滴定管，用鹽酸溶解樣品時(shí)需要燒杯和玻璃棒，用氫氧化鈉溶液滴定需要鐵架臺(tái)、滴定管夾、堿式滴定管、錐形瓶等儀器；(3)碳酸鈣分解產(chǎn)物固體是氧化鈣，因氧化鈣會(huì)吸收空氣中的水蒸氣，故必須在干燥器中冷卻；(4)碳酸鈣樣品與鹽酸反應(yīng)后，將不溶性的雜質(zhì)過(guò)濾除去，在濾液中加入過(guò)量的碳酸鈉溶液，形成碳酸鈣沉淀，如果未洗滌，干燥后，固體上殘留氯化鈉，則所得碳酸鈣的純度偏高；計(jì)算公式為×100%；(5)從實(shí)驗(yàn)條件的難易和操作引起的實(shí)驗(yàn)誤差大小綜合判斷，四個(gè)方案中最好的是方案二。方案一的缺點(diǎn)是氣體的體積難以測(cè)量，另外氣體的體積受溫度和壓強(qiáng)的影響；方案三的缺點(diǎn)是加熱所需的溫度太高。

考點(diǎn)：考查實(shí)驗(yàn)基本操作、儀器的選擇、物質(zhì)含量的計(jì)算以及實(shí)驗(yàn)誤差分析

點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見(jiàn)題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作能力。該類試題主要是以常見(jiàn)儀器的選用、實(shí)驗(yàn)基本操作為中心，通過(guò)是什么、為什么和怎樣做重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性及靈活運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。該類試題綜合性強(qiáng)，理論和實(shí)踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，聯(lián)系所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能，進(jìn)行知識(shí)的類比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論。