Question

碳酸钙可用于预防和治疗钙缺乏症．某实验小组同学要测定一种钙片中碳酸钙的含量．
【查阅资料】获得的资料有：
（1）补钙剂中常加入糖类、维生素D等改善口感或增强药效．这些物质不与稀盐酸反应产生气体，高温灼烧时会燃烧或分解．
（2）碳酸钙高温灼烧分解生成氧化钙和二氧化碳．
（3）常见的碳酸钙含量测定方法：将碳酸钙粉碎，加入已知浓度的过量盐酸充分反应，然后测剩余盐酸的量，根据消耗盐酸的量最终求得碳酸钙的含量．
（4）澄清石灰水中的Ca（OH）₂含量很少，100g澄清石灰水中最多含0.15g Ca（OH）₂．
【方案设计和实施】根据资料和已学知识，该小组同学设计如下两种方案进行测定．
方案1：根据如图所示装置实验．
（1）装置A中发生反应的化学方程式是

 

，B中反应的化学方程式是

 

．
（2）实验过程中观察到的实验现象是

 

．
（3）记录数据如下：

钙片质量	空洗气瓶质量	澄清石灰水的质量	反应后洗气瓶及瓶内物质总质量
25g	100g	200g	300.4g

方案2：将25g钙片粉碎，放入烧杯中，分四次共加入400g的稀盐酸充分反应，根据放出气体的量计算碳酸钙的含量．记录数据如下（空烧杯质量为100g）：

加入稀盐酸总的质量	100g	200g	300g	400g
充分反应后烧杯及杯内物质总质量	222.8g	320.6g	418.4g	518.4g

【分析和评价】
（1）方案1和方案2中合理的是

 

，原因是

 

．
（2）该小组同学没有使用碳酸钙高温灼烧分解的方法（实验室可以进行该实验），原因是

 

．
【结论】经过计算，该钙片中碳酸钙的质量分数是

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常见气体的检验与除杂方法,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：通过资料：补钙剂中的糖类、维生素D等，这些物质不与稀盐酸反应产生气体，高温灼烧时会燃烧或分解，根据碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳的质量来测定钙片中碳酸钙的含量．

解答：解：【方案设计和实施】（1）根据题中信息，补钙剂中除碳酸钙外其他物质不与稀盐酸反应，锥形瓶中发生碳酸钙与稀盐酸反应，化学方程式为
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；B中是二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（2）实验过程中观察到的实验现象是A中有气泡冒出，B中澄清石灰水变浑浊；
【分析和评价】
（1）因为氢氧化钙微溶，澄清石灰水中的Ca（OH）₂含量很少，吸收的二氧化碳量很少，所以方案2合理；
（2）根据资料补钙剂中糖类、维生素D等效，高温灼烧时会燃烧或分解，导致最终数据偏大，不能使用碳酸钙高温灼烧分解的方法．
【结论】
根据生成气体的量计算钙片中碳酸钙的含量，
有实验记录可知：加入300g盐酸时碳酸钙已完全反应，生成二氧化碳的质量为，（300+100+25）-418.4=6.6g
设x碳酸钙与盐酸完全反应生成6.6g二氧化碳．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
xg                    6.6g

100

x

=

44

6.6g

x=15g
钙片中碳酸钙的质量分数为

15g

25g

×100%=60%．        
故答案为：
【方案设计和实施】：（1）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑； CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；       
（2）A中有气泡冒出，B中澄清石灰水变浑浊；
【分析和评价】
（1）方案2； 澄清石灰水中的Ca（OH）₂含量很少（不足），吸收的二氧化碳量很少；                     
（2）加入的糖类、维生素D等物质高温灼烧时会燃烧或分解，导致最终的数据偏大；                    
【结论】60%．

点评：主要考查了碳酸钙的化学性质，通过实验培养学生的分析实验的能力和对知识的应用能力．