(2007•揭阳二模)为测定碳酸钙纯度(设含杂质SiO2),同学们设计了如下几个实验方案,请回答每个方案中的问题.

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  • 解题思路:方案Ⅰ、如果称量样品时,砝码底部有一处未被实验者发现的残缺,依据天平称量原理分析,称量出物质的质量减小;

    方案Ⅱ、问题1、依据实验步骤分析所需仪器,需要取用固体试剂,天平称量,溶解后剩余盐酸用氢氧化钠溶液滴定需要滴定管,锥形瓶等;

    问题2、酸碱中和反应终点是利用指示剂变色确定,滴定终点为中性,不能溶解二氧化硅,二氧化硅不与盐酸反应,过滤时会引起盐酸损失影响滴定结果;

    方案Ⅲ、问题1、煅烧至1000℃且“直至质量不再改变是让样品中的碳酸钙全部分解;

    问题2、冷却操作是在空气中冷却后最后放在干燥器中冷却;

    方案Ⅳ、问题1,加入过量盐酸,碳酸钙全部溶解为氯化钙溶液,加入过量碳酸钠会沉淀钙离子为碳酸钙沉淀,所以最后洗涤干燥得到的沉淀质量即为样品中碳酸钙质量,计算得到质量分数;

    问题2、减小误差主要是盐酸溶解后的钙离子全部转移后沉淀出;

    问题3、沉淀不洗涤,沉淀表面会沾有气体杂质,称量得到沉淀质量增大,含量偏高;

    分析判断方案Ⅱ测定结果更准确;

    方案Ⅰ中气体体积难于准确测定,方案Ⅲ,在实验室中难于提供1000°C的温度;方案Ⅳ称量操作复杂,易造成误差;

    方案Ⅰ、如果称量样品时,砝码底部有一处未被实验者发现的残缺,依据天平称量原理分析,砝码质量减小,称量出物质的质量减小,所以那么测定的碳酸钙的纯度会偏低;

    故答案为:偏低;

    方案Ⅱ、问题1、依据实验步骤分析所需仪器,需要取用固体试剂,天平称量,溶解后剩余盐酸用氢氧化钠溶液滴定需要滴定管,锥形瓶等;

    故答案为:托盘天平(砝码)、药匙、酸式和碱式滴定管、锥形瓶;

    问题2、酸碱中和反应终点是利用指示剂变色确定,滴定终点为中性,不能溶解二氧化硅,二氧化硅不与盐酸反应,过滤时会引起盐酸损失影响滴定结果;

    故答案为:B;

    方案Ⅲ、问题1、煅烧至1000℃且“直至质量不再改变是让样品中的碳酸钙全部分解;

    故答案为:保证CaCO3完全分解;

    问题2、冷却操作是在空气中冷却后最后放在干燥器中冷却,避免吸收空气中的水蒸气;

    故答案为:先在空气中适当冷却后再放进干燥器中冷却;

    方案Ⅳ、问题1,加入过量盐酸,碳酸钙全部溶解为氯化钙溶液,加入过量碳酸钠会沉淀钙离子为碳酸钙沉淀,所以最后洗涤干燥得到的沉淀质量即为样品中碳酸钙质量,计算得到质量分数,需要数据是称取碳酸钙样品 M g,将步骤(4)中的沉淀滤出、洗涤、干燥、称重为M′g;

    故答案为:AB.

    问题2、为减少实验误差,必要的操作是,减小误差主要是盐酸溶解后的钙离子全部转移后沉淀出;

    A.精确测定Na2CO3溶液体积V′mL,利用的是沉淀质量,碳酸钠溶液过量沉淀钙离子完全即可,故A不符合;

    B.精确配制浓度c′mol/L Na2CO3溶液,利用的是沉淀质量,碳酸钠溶液过量沉淀钙离子完全即可,与碳酸钠浓度精确度无关,故B不符合;

    C.将步骤(3)所得沉淀洗涤,洗涤液也应并入(4)中,保证溶解的钙离子重新全部沉淀出来,故C符合;

    D.将步骤(3)所得沉淀洗涤、干燥、称量其质量M′g备用,对减小误差无影响,故D不符合;

    故答案为:C.

    问题3、沉淀不洗涤,沉淀表面会沾有气体杂质,称量得到沉淀质量增大,含量偏高;

    故答案为:偏高;

    分析判断方案Ⅱ测定结果更准确;

    故答案为:Ⅱ;

    方案Ⅰ中气体体积难于准确测定,实验操作复杂,不易准确测定;

    方案Ⅲ,在实验室中难于提供1000°C的温度,实验装置和仪器,及其反应条件难于达到;

    方案Ⅳ称量操作复杂,易造成误差;

    故答案为:方案Ⅰ:气体体积难以准确测量;方案Ⅲ:实验室难以提供1000℃的高温;

    点评:

    本题考点: 探究物质的组成或测量物质的含量.

    考点点评: 不同考查了实验探究物质存在和性质的实验设计和分析判断,注意实验过程中的数据应用,掌握基础是关键,题目难度中等.

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