Question

【题目】为测定碳酸钙粉末的纯度(含杂质SiO2)，某学校学生设计了如下几个实验方案：
方案一：①称取碳酸钙样品M g；②加入过量盐酸；③收集并测定生成的气体体积V mL。
方案二：①称取碳酸钙样品M g；②用c mol/L盐酸V mL(过量)溶解样品；③取溶解后的溶液用c′mol/L NaOH溶液滴定，恰用去V′ mL。
方案三：①称取碳酸钙样品M g；②高温1000 ℃煅烧直至质量不再改变，冷却后称量，质量为M′ g。
方案四：①称取碳酸钙样品M g；②加入足量c mol/L盐酸V mL使之完全溶解；③过滤并取滤液；④在滤液中加入过量的c′mol/L Na2CO3溶液V′mL；⑤将步骤④中的沉淀滤出，洗涤、干燥、称量为M′g。
依据以上实验方案回答以下问题：
（1）方案一中如果称量样品时，砝码底部有一处未被发现的残缺，那么测得的碳酸钙纯度会(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
（2）方案二中：列出本实验中所用到的仪器名称(除铁架台、烧杯、铁架台附件外)？
（3）方案三中的“冷却”应如何操作：；
理由是。
（4）方案四中计算碳酸钙纯度的公式为；步骤⑤中要将沉淀进行洗涤，如果未经洗涤，则测定结果碳酸钙纯度将(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
（5）综上所述，请从实验条件的难易、操作引起实验误差的大小等方面进行综合判断，你认为四个方案中，最好的方案是。其他方案的缺点分别是：
方案四：沉淀的洗涤、干燥、称量操作过程复杂，容易造成较大误差。
方案：。
方案：。

Answer 1

【答案】
（1）偏低
（2）

托盘天平、药匙、滴定管夹、酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、玻璃棒

（3）在干燥器中冷却；防止生成的氧化钙与空气中的水蒸气反应，造成质量改变而产生误差
（4）×100%；偏高
（5）方案二；一；气体体积难以测量准确，气体体积受外界影响太大；三；实验温度高(1000 ℃的高温)，对实验条件要求较高
【解析】(1)砝码底部有残缺，则所称样品的质量偏小，通过实验所测得的二氧化碳的体积偏小，即所测的碳酸钙样品纯度偏低；(2)称取碳酸钙样品需要托盘天平和药匙，量取盐酸用酸式滴定管，用盐酸溶解样品时需要烧杯和玻璃棒，用氢氧化钠溶液滴定需要铁架台、滴定管夹、碱式滴定管、锥形瓶等仪器；(3)碳酸钙分解产物固体是氧化钙，因氧化钙会吸收空气中的水蒸气，故必须在干燥器中冷却；(4)碳酸钙样品与盐酸反应后，将不溶性的杂质过滤除去，在滤液中加入过量的碳酸钠溶液，形成碳酸钙沉淀，如果未洗涤，干燥后，固体上残留氯化钠，则所得碳酸钙的纯度偏高；计算公式为 ×100%；(5)从实验条件的难易和操作引起的实验误差大小综合判断，四个方案中最好的是方案二。方案一的缺点是气体的体积难以测量，另外气体的体积受温度和压强的影响；方案三的缺点是加热所需的温度太高。