Question

4．以天然CaSiO₃為吸收CO₂制備CaCO₃，產品中還含有少量CaSiO₃和SiO₂雜質，為測定產品中CaCO₃的含量，某同學設計如圖裝置（圖中夾持儀器略去）．

（1）裝置A的作用開始除去空氣中的二氧化碳，反應完后把生成的二氧化碳氣體趕入裝置C中完全吸收實驗過程中需緩緩通入空氣，其作用是趕凈裝置中的空氣、把生成的二氧化碳氣體全部趕入裝置C中氫氧化鋇溶液完全吸收
（2）配制250mL0.1mol/L鹽酸溶液時，使用的儀器除了量筒、燒杯、玻璃棒外，還有膠頭滴管；250mL容量瓶
（3）B中主要反應的離子方程式為CaSiO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂SiO₃↓，CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，有同學認為需要在裝置B、C間添加吸收HCl的裝置，你認為有必要（填“有”或“沒有”）原因是水蒸氣、HCl氣體會進入裝置C中使得CO₂稱量結果偏大
（4）如果沒有D裝置．則測定的CaCO₃的含量將偏大（填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析 以天然CaSiO₃為吸收CO₂制備CaCO₃，產品中還含有少量CaSiO₃和SiO₂雜質，為測定產品中CaCO₃的含量，利用裝置A中氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，防止干擾測定結果，裝置B中加入鹽酸和樣品中碳酸鈣反應生成二氧化碳通過裝置C吸收，稱量裝置C質量增加測定生成的二氧化碳計算碳酸鈣含量，裝置D是防止空氣中的二氧化碳進入裝置C影響測定結果，
（1）裝置A是開始除去空氣中的二氧化碳，反應完后把生成的二氧化碳氣體趕入裝置C中完全吸收；實驗過程中需緩緩通入空氣是排除裝置中空氣，趕出生成的二氧化碳完全被氫氧化鋇溶液吸收；
（2）據(jù)實驗操作的步驟以及每步操作需要儀器確定反應所需儀器；
（3）B中的反應是CaSiO₃和鹽酸反應生成硅酸沉淀和氯化鈣，碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，水蒸氣、HCl氣體會進入裝置C中使得CO₂稱量結果偏大，故測定裝置C在吸收CO₂前后質量差不能準確得到碳酸鈣含量；
（4）如果沒有D裝置．空氣中二氧化碳會進入裝置C，導致測定二氧化碳質量增大．

解答 解：（1）利用裝置A中氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，防止干擾測定結果，裝置B中加入鹽酸和樣品中碳酸鈣反應生成二氧化碳通過裝置C吸收，稱量裝置C質量增加測定生成的二氧化碳計算碳酸鈣含量，裝置D是防止空氣中的二氧化碳進入裝置C影響測定結果，
故答案為：開始除去空氣中的二氧化碳，反應完后把生成的二氧化碳氣體趕入裝置C中完全吸收；趕凈裝置中的空氣，把生成的二氧化碳氣體全部趕入裝置C中氫氧化鋇溶液完全吸收；
（2）操作步驟有計算、量取、稀釋、移液、洗滌移液、定容、搖勻等操作，用量筒量�。ㄓ玫侥z頭滴管）濃鹽酸，在燒杯中稀釋，用玻璃棒攪拌，冷卻至室溫后轉移到250mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗滌2-3次，將洗滌液轉移到容量瓶中，加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加至溶液凹液面與刻度線水平相切，蓋好瓶塞顛倒搖勻．
所以需要的儀器為：玻璃棒、燒杯、膠頭滴管、量筒、250mL容量瓶，
故答案為：膠頭滴管；250mL容量瓶；
（3）B中主要反應的離子方程式為CaSiO₃和鹽酸反應生成硅酸沉淀和氯化鈣，碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，水蒸氣，反應的離子方程式為：CaSiO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂SiO₃↓，CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，水蒸氣、HCl氣體會進入裝置C中使得CO₂稱量結果偏大，故測定裝置C在吸收CO₂前后質量差不能準確得到碳酸鈣含量，需要在裝置B、C間添加吸收HCl的裝置，
故答案為：CaSiO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂SiO₃↓，CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；有；水蒸氣、HCl氣體會進入裝置C中使得CO₂稱量結果偏大；
（4）如果沒有D裝置．空氣中二氧化碳會進入裝置C，導致測定二氧化碳質量增大，則測定的CaCO₃的含量將偏大，
故答案為：偏大．

點評 本題考查學生對實驗設計的能力、對操作的評價、物質含量的測定、化學計算等，根據(jù)物質的化學性質，要認真分析，把握實驗設計的每個步驟中的實驗目的，難度中等．