小芳從海邊撿來一些各式各樣的貝殼帶到學(xué)校,化學(xué)興趣小組的同學(xué)對這些貝殼的成分及成分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)產(chǎn)生了興趣,于是他們進(jìn)行如圖1探究。
探究Ⅰ貝殼的主要成分是什么?
【作出猜想】貝殼的主要成分可能是碳酸鈣。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】同學(xué)們按如圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
(1)點(diǎn)燃酒精噴燈,高溫煅燒貝殼樣品,觀察到澄清石灰水變渾濁,說明生成了二氧化碳。請寫出石灰水變渾濁的化學(xué)方程式
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
。
(2)一段時(shí)間后熄滅酒精噴燈,待裝置冷卻到室溫后,將A中液體滴加到B處剩余固體中,觀察到B處產(chǎn)生的現(xiàn)象為
B處溶液呈紅色且管壁外側(cè)發(fā)熱
B處溶液呈紅色且管壁外側(cè)發(fā)熱
,說明剩余固體中含有氧化鈣。
【得出結(jié)論】猜想正確。高溫煅燒貝殼生成了二氧化碳和氧化鈣。
探究Ⅱ貝殼中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?
【實(shí)驗(yàn)原理】取一定質(zhì)量的貝殼與足量的稀鹽酸反應(yīng)(除碳酸鈣外,忽略其它成分對實(shí)驗(yàn)的影響),通過實(shí)驗(yàn)測量生成的CO
2的質(zhì)量(已知該狀態(tài)下CO
2的密度),根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算出碳酸鈣的質(zhì)量,最后求出貝殼中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
【實(shí)驗(yàn)方案1】
Ⅰ.按圖2所示組裝實(shí)驗(yàn)裝置,然后裝入藥品。
Ⅱ.打開分液漏斗的活塞,使稀鹽酸全部流入錐形瓶內(nèi)。
Ⅲ.待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡時(shí),恢復(fù)至室溫后,讀出丙中水的體積為bmL,即為收集二氧化碳的體積。
【交流討論】(1)組裝實(shí)驗(yàn)裝置后加入樣品前還應(yīng)進(jìn)行的操作是
檢查裝置的氣密性
檢查裝置的氣密性
。
(2)甲中樣品磨成粉末狀的目的是
使樣品中的碳酸鈣充分反應(yīng),同時(shí)能夠加快反應(yīng)速率
使樣品中的碳酸鈣充分反應(yīng),同時(shí)能夠加快反應(yīng)速率
。
(3)乙裝置中必須添加油膜的作用是
防止二氧化碳溶于水或與水反應(yīng)
防止二氧化碳溶于水或與水反應(yīng)
。
【發(fā)現(xiàn)問題】有同學(xué)提出,上述方案得到的bmLCO
2比反應(yīng)產(chǎn)生的CO
2體積大,這是因?yàn)?
bmL包括滴入瓶內(nèi)的稀鹽酸的體積
bmL包括滴入瓶內(nèi)的稀鹽酸的體積
。
同學(xué)們經(jīng)討論后對原裝置進(jìn)行了如圖3改進(jìn)。
【實(shí)驗(yàn)方案2】按圖3所示組裝實(shí)驗(yàn)裝置,其它操作同前。將注射器中的稀鹽酸平均分3次推入錐形瓶中:每次推入稀鹽酸,待不再產(chǎn)生氣泡并恢復(fù)至室溫后,記錄丙中收集到的水的總體積(忽略其他因素對測量結(jié)果造成的影響)如表。
|
第1次 |
第2次 |
第3次 |
收集到的水的總體積/mL |
42 |
84 |
124 |
【數(shù)據(jù)處理】(1)分析表格數(shù)據(jù)可知,該實(shí)驗(yàn)共收集二氧化碳的體積為
4
4
mL。
(2)按【實(shí)驗(yàn)原理】進(jìn)行計(jì)算,即可求得貝殼樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
【反思評價(jià)】本方案中通過平均分3次滴加稀鹽酸,驗(yàn)證了樣品中的碳酸鈣一定完全反應(yīng),有效避免了【實(shí)驗(yàn)方案1】酸加入過量所產(chǎn)生的誤差。