Question

为了测定石灰石样品的纯度（ 杂质与稀盐酸不反应）。小组同学设计如下两个方案。

[查阅资料]①纯度=纯物质质量/样品总重量x100%

②无水CaCl₂可吸收水蒸气，不与CO₂反应

[进行实验]将石灰石研成粉末，每次均取5.0g.稀盐酸每次取浓度、体积均相同且足量。多次实验，求平均值。

方案1 : [实验装置 1]

[实验步骤1]

①读取反应前电子天平的示数（m₁）

②将稀盐酸全部倒入烧杯中

③待反应停止后，立即读取电子天平的示数（m₂）

[实验结果1]纯度平均值为83.8%

方案2: [实验装置 2]

[实验步骤2]

①在气密性良好的装置中装入药品

②称量反应前烧杯和烧杯中液体的质量（m₃）

③迅速滴加入过量的稀盐酸后关闭活塞

④反应停止后，立即称量烧杯和其中液体的质量（m₄）

[实验结果2]纯度平均值为55.2%

[解释与结论]

（1）方案1中，判断碳酸钙反应完的现象是_____，用实验步骤1中的数据表示出最终生成二氧化碳的质量约是_____。

（2）方案2的装置在装药品前如何检验气密性_____。方案2中烧杯内反应的化学方程式是_____。方案2中测得的样品纯度偏小的原因可能是_____（写一种即可）。

[反思与改进]

为提高测量结果的准确性，对实验1装置按如图进行改进，测得样品纯度的平均值为80.6%。

（3）反应前后，两次称量整个装置及药品的总质量。为了测量结果更准确，在第二次称量前，应该进行的操作是_____。

（4）装置中的“无水CaCl₂”能提高测量结果的准确性，其原因是_____。

Answer

不再有气泡产生 m1- m2 关闭分液漏斗上的活塞，将右边导管伸入水中，然后两手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好 CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ 排出的CO2没有完全被石灰水吸收或者反应容器中CO2有残留 从a口充入空气 可以防止瓶中的水蒸气逸出

【解析】

（1）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，方案1中，判断反应停止的依据是不再有气泡产生；根据质量守恒定律可知，最终生成二氧化碳的质量约是m1- m2；

（2）关闭分液漏斗上的活塞，将右边导管伸入水中，然后两手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好；碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，反应的化学方程式是CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；实验2中由于排出的CO2没有完全被石灰水吸收或者反应容器中CO2有残留，故测得的样品纯度偏小；

（3）为保证二氧化碳被全部排出，在第二次称量前，应该进行的操作是从a口充入空气；

（4）装置中的“无水CaCl2”能提高测量结果的准确性，其原因可以防止瓶中的水蒸气逸出。