Question

石灰石（主要成分为CaCO₃）是重要的工业原料，
（1）某CaCO₃样品中含有少量Al₂O₃杂质，请设计实验方案检验该样品中的Al₂O₃．
限选实验试剂：2mol?L^-1 HCl溶液、lmoL?L^-1NaOH.0.01mol?L^-1KMnO₄溶液、0.1moL?L^-1AgNO₃溶液、燕馏水．
试补充实验步骤和预期现象：取少量粉碎后的样品装入试管中，向试管

 

，说明样品含有Al₂O₃．
（2）为测定样品中碳酸钙的质量分数，实验小组设计如下图部分装II（图中夹持仪器略去）进行实验，测定C中生成的BaCO₃沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数．
①请在方框内补充仪器和试剂，使实验装置完整．
②某同学设计测定装置C在吸
收CO₂前后的质量差来确定
碳酸钙的质量分数．你认为该同学的方法是否可行？

 

，原因是

 

．
（3）为了研究在室温条件下
CaCO₃与盐酸的反应速率与c（H⁺）浓度关系，设计实验方案：在不同盐酸浓度下，测定生成相同体积CO₂所需要的时间．
实验仪器任选，所需药品：2moL?L^-1HCI溶液（密度约为1g/mL），蒸馏水．
拟定以下表格，请补充填写实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据不能用数值表示时可用字母表示）．

物理量/单位 实验序号	m（CaCO3）/g	V（2mon?L-1HCl）/mL	V（H2O）/mL
1	P	20	0
2	P

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：该实验方案是测定C中生成的BaCO₃沉淀质量，确定生成的二氧化碳的质量，进而以确定碳酸钙的质量分数．
实验装置中会残留部分二氧化碳，影响C中二氧化碳质量的沉淀，需要通入空气将装置内的二氧化碳完全排入C中被吸收，空气中含有二氧化碳，故应先用氢氧化钠溶液吸收，防止影响二氧化碳的测定；
（1）取少量粉碎后的样品装入试管中，向试管中加入氢氧化钠溶液，固体部分溶解说明含有氧化铝，因为氧化铝是两性氧化物能溶于氢氧化钠溶液；
（2）①空气中的二氧化碳和水蒸气会进入装置C使测定结果增大，最后需要连接装有碱石灰的U型管；
②B中的水蒸气、HCl气体会进入装置C中使得CO₂称量结果偏大；
（3）在不同盐酸浓度下，测定生成相同体积CO₂所需要的时间，一定质量的碳酸钙，滴入不同浓度的盐酸，全部溶解碳酸钙生成相同质量的二氧化碳气体时，所需要的时间比较富裕速率，可以设计在盐酸溶液中加入蒸馏水完成实验测定．

解答： 解：该实验方案是测定C中生成的BaCO₃沉淀质量，确定生成的二氧化碳的质量，进而以确定碳酸钙的质量分数．实验装置中会残留部分二氧化碳，影响C中二氧化碳质量的沉淀，需要通入空气将装置内的二氧化碳完全排入C中被吸收，空气中含有二氧化碳，故应先用氢氧化钠溶液吸收，防止影响二氧化碳的测定；
（1）取少量粉碎后的样品装入试管中，向试管中加入氢氧化钠溶液，固体部分溶解说明含有氧化铝，因为氧化铝是两性氧化物能溶于氢氧化钠溶液；
故答案为：加入lmoL?L^-1NaOH固体部分溶解；
（2）①空气中的二氧化碳和水蒸气会进入装置C使测定结果增大，最后需要连接装有碱石灰的U型管，装置图为：；
故答案为：；
②B中的水蒸气、HCl气体会进入装置C中使得CO₂称量结果偏大，故测定装置C在吸收CO₂前后质量差，不可行；
故答案为：不可行；这样测得的结果会偏大，因为B中的水蒸气、HCl气体会进入装置C中使得CO₂称量结果偏大．
（3）在不同盐酸浓度下，测定生成相同体积CO₂所需要的时间，一定质量的碳酸钙，滴入不同浓度的盐酸，全部溶解碳酸钙生成相同质量的二氧化碳气体时，所需要的时间比较富裕速率，可以设计在盐酸溶液中加入aml蒸馏水完成实验测定，t₁＞t₂说明浓度越大反应速率越大；
故答案为：

物理量/单位 实验序号				固体全部溶解的时间/min
1		20	0	t1
2		20	a	t2

点评：本题考查学生对实验原理及装置理解、对操作的评价、物质含量的测定、化学计算等，难度中等，根据物质的化学性质，要认真分析，把握实验设计的每个步骤中的实验目的，