Question

某同学设计如图所示的实验装置来粗略测定电石中碳化钙的质量分数。

（1）烧瓶中发生反应的化学方程式是_____________________。装置B和C的作用是______________________。烧瓶要干燥，放入电石后应塞紧橡皮塞，这是为了_______________________。容器A中弯曲的玻璃管的作用是__________________________。

（2）所用的电石质量不能太大，否则____________________；也不能太小，否则____________________。若容器B的容积为250mL，则所用的电石质量应在__________g左右（从以下数据选填：0.30、0.60、1.00、1.50、2.00）（气体体积以标准状况计）。

（3）实验室能否用启普发生器制乙炔，其原因是_______________________________。

（4）为了得到比较平稳的乙炔气流，常可用_____________代替水。

（5）实验中测得排入量筒中水的体积为VmL（以标准状况计），电石质量为mg。则电石中碳化钙的质量分数是_________________（不计算导管中残留的水；气体中饱和水蒸气也忽略不计）。

Answer

CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑ B贮水，以便烧瓶中生成的C2H2气体进入B时排出与它等体积的水进入量筒C来测定生成乙炔的量 防止电石与残留水作用，防止产生的C2H2逸到大气中 便于液体顺利滴加 生成C2H2太多，超过B的容积，无法测定其体积 生成的C2H2太少，测定误差大 0.60 反应速率快，放出大量热，生成的Ca(OH)2悬浊液堵塞导管 饱和食盐水

【解析】(1)电石和水反应的方程式为CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑；装置B用于贮水以便烧瓶中生成的C2H2气体进入B时排出与它等体积的水进入量筒C来测定生成乙炔的量；电石和水反应生成乙炔，烧瓶要干燥，放入电石后应塞紧橡皮塞，否则产生的乙炔逸散到大气中产生误差；反应发生后，烧瓶内的气体压强会使分液漏斗内的液体难于滴入瓶中，所以容器A中弯曲的玻璃管的作用是将分液漏斗和烧瓶连接成一个容器，便于液体顺利滴下；

(2)若电石的质量太大，则生成C2H2太多，超过B的空间，无法测定其体积；若选择的电石的质量太小，则生成的C2H2太少，测定误差会更大．根据1molCaC2-1molC2H2，可计算产生250mLC2H2时所需电石的质量为0.71g，即需要电石的最大质量不能超过0.71g，结合题目信息，应选择0.60g电石进行实验；

(3)此反应是放热反应，反应速率快，且生成的Ca(OH)2悬浊液堵塞导管，则实验室不能用启普发生器制乙炔；

(4)实验室一般用饱和食盐水代替水进行实验，以获得平稳的乙炔气流；

(5)设产生VmL气体需要CaC2的质量为wg，则
CaC2-----C2H2，
64g     22400mL
w         VmL
解得w=0.00286V，则电石中CaC2的质量分数=×100%=%。

点睛：掌握实验基本操作和实验设计方法是解题关键，乙炔难溶于水，用如图的实验装置来粗略地测定电石中碳化钙的质量分数，通过排水法测电石和水制取乙炔的体积测电石中碳化钙的质量分数，因电石和水反应制乙炔，所以反应前烧瓶中不能有水，所用电石质量不能太大，否则产生乙炔太多超过B的容积，无法测定，也不能太小，否则生成乙炔太少，测出体积数据小，误差大，由分液漏斗往烧瓶里滴加水的操作方法是轻轻旋开活塞，使水缓慢滴下，直到不再产生气体为止，量筒中水的体积就近似等于乙炔的体积，据此结合方程式可算出电石中的碳化钙的质量，再算出其质量分数。