登录
Ⅲ.往装有$m\ \mathrm{g}$石灰石粉末的锥形瓶中加入等量的稀硫酸，发现持续产生气泡，直至反应结束。
根据以上探究，回答下列问题：
（1）用化学方程式表示实验Ⅰ中少量澄清石灰水不变浑浊的原因：
（2）实验Ⅱ与实验Ⅰ的变量是
同学们查阅资料后得知：硫酸钙微溶于水，但能溶于铵盐溶液，所以稀硫酸和石灰石反应生成的硫酸钙会阻碍反应的进一步进行。为了进一步探究石灰石与稀硫酸的反应，学习小组同学创新设计了如图所示装置，成功制取了大量的$\mathrm{CO}_2$。
（3）原理分析：当稀硫酸和石灰石反应，在硫酸溶液中加入氯化铵溶液并对溶液进行加热，其目的是
（4）创新实验是为了达到更好的实验效果，按如图所示的方法，你认为相比于用石灰石和盐酸反应，该实验的优点是
根据以上探究，回答下列问题：
（1）用化学方程式表示实验Ⅰ中少量澄清石灰水不变浑浊的原因：
$\ce{2HCl + Ca(OH)_{2}\xlongequal{}CaCl_{2} + 2H_{2}O}$
。（2）实验Ⅱ与实验Ⅰ的变量是
酸的种类
。同学们查阅资料后得知：硫酸钙微溶于水，但能溶于铵盐溶液，所以稀硫酸和石灰石反应生成的硫酸钙会阻碍反应的进一步进行。为了进一步探究石灰石与稀硫酸的反应，学习小组同学创新设计了如图所示装置，成功制取了大量的$\mathrm{CO}_2$。
（3）原理分析：当稀硫酸和石灰石反应，在硫酸溶液中加入氯化铵溶液并对溶液进行加热，其目的是
增强硫酸钙的溶解能力
。（4）创新实验是为了达到更好的实验效果，按如图所示的方法，你认为相比于用石灰石和盐酸反应，该实验的优点是
收集的二氧化碳比较纯净
。答案
9.(1)$\ce{2HCl + Ca(OH)_{2}\xlongequal{}CaCl_{2} + 2H_{2}O}$ (2)酸的种类 (3)增强硫酸钙的溶解能力 (4)收集的二氧化碳比较纯净
解析
【分析】
本题围绕石灰石与酸反应的实验展开，需结合反应原理、实验变量控制、物质溶解性等知识逐一分析：
（1）澄清石灰水不变浑浊，说明通入的气体中混有能与氢氧化钙反应的杂质，结合常见酸的挥发性，可知是盐酸挥发的HCl与Ca(OH)₂反应，据此书写化学方程式；
（2）对比实验Ⅰ和Ⅱ，需找出两者不同的条件，即酸的种类，这就是变量；
（3）根据资料可知硫酸钙微溶会阻碍反应，而硫酸钙能溶于铵盐，加入氯化铵和加热是为了增强硫酸钙的溶解能力，保证反应持续；
（4）对比石灰石与盐酸反应的缺点（盐酸挥发HCl导致CO₂不纯），分析该实验的优点是收集的CO₂更纯净。
【解析】
（1）实验Ⅰ中若使用盐酸，盐酸易挥发，挥发出的HCl会与澄清石灰水中的Ca(OH)₂发生反应：$\ce{2HCl + Ca(OH)_{2}\xlongequal{}CaCl_{2} + 2H_{2}O}$，导致澄清石灰水不变浑浊；
（2）实验Ⅰ和Ⅱ中，石灰石相同，加入的酸种类不同，因此变量是酸的种类；
（3）由资料可知，稀硫酸与石灰石反应生成的硫酸钙微溶于水，会阻碍反应进行，加入氯化铵溶液并加热，目的是增强硫酸钙的溶解能力，使反应能持续进行；
（4）石灰石与盐酸反应时，盐酸易挥发出HCl气体，导致收集的CO₂不纯；而该实验通过加入氯化铵解决了硫酸钙阻碍反应的问题，且避免了HCl挥发，因此优点是收集的二氧化碳比较纯净。
【答案】
（1）$\ce{2HCl + Ca(OH)_{2}\xlongequal{}CaCl_{2} + 2H_{2}O}$；
（2）酸的种类；
（3）增强硫酸钙的溶解能力；
（4）收集的二氧化碳比较纯净。
【知识点】
酸的化学性质、化学方程式书写、实验探究
【点评】
本题是实验探究类题目，结合酸的反应、物质溶解性等知识点，重点考查学生对实验变量的分析、反应原理的理解，以及从资料提取信息解决问题的能力，属于初中化学中等难度题目。
【难度系数】
0.6
本题围绕石灰石与酸反应的实验展开，需结合反应原理、实验变量控制、物质溶解性等知识逐一分析：
（1）澄清石灰水不变浑浊，说明通入的气体中混有能与氢氧化钙反应的杂质，结合常见酸的挥发性，可知是盐酸挥发的HCl与Ca(OH)₂反应，据此书写化学方程式；
（2）对比实验Ⅰ和Ⅱ，需找出两者不同的条件，即酸的种类，这就是变量；
（3）根据资料可知硫酸钙微溶会阻碍反应，而硫酸钙能溶于铵盐，加入氯化铵和加热是为了增强硫酸钙的溶解能力，保证反应持续；
（4）对比石灰石与盐酸反应的缺点（盐酸挥发HCl导致CO₂不纯），分析该实验的优点是收集的CO₂更纯净。
【解析】
（1）实验Ⅰ中若使用盐酸，盐酸易挥发，挥发出的HCl会与澄清石灰水中的Ca(OH)₂发生反应：$\ce{2HCl + Ca(OH)_{2}\xlongequal{}CaCl_{2} + 2H_{2}O}$，导致澄清石灰水不变浑浊；
（2）实验Ⅰ和Ⅱ中，石灰石相同，加入的酸种类不同，因此变量是酸的种类；
（3）由资料可知，稀硫酸与石灰石反应生成的硫酸钙微溶于水，会阻碍反应进行，加入氯化铵溶液并加热，目的是增强硫酸钙的溶解能力，使反应能持续进行；
（4）石灰石与盐酸反应时，盐酸易挥发出HCl气体，导致收集的CO₂不纯；而该实验通过加入氯化铵解决了硫酸钙阻碍反应的问题，且避免了HCl挥发，因此优点是收集的二氧化碳比较纯净。
【答案】
（1）$\ce{2HCl + Ca(OH)_{2}\xlongequal{}CaCl_{2} + 2H_{2}O}$；
（2）酸的种类；
（3）增强硫酸钙的溶解能力；
（4）收集的二氧化碳比较纯净。
【知识点】
酸的化学性质、化学方程式书写、实验探究
【点评】
本题是实验探究类题目，结合酸的反应、物质溶解性等知识点，重点考查学生对实验变量的分析、反应原理的理解，以及从资料提取信息解决问题的能力，属于初中化学中等难度题目。
【难度系数】
0.6
10.小明为了测定某石灰石中碳酸钙的质量分数，用如图装置进行实验：
①取研碎后的石灰石2.5 g，倒入气密性良好的锥形瓶中，然后在分液漏斗中加入适量的稀盐酸，置于电子天平上测出装置总质量。②打开活塞，滴入足量稀盐酸后关闭活塞，待气泡不再冒出时，测出反应后装置总质量。③整理相关数据如下表，计算出石灰石中碳酸钙的质量分数。
（1）该实验中，对装置中的固态干燥剂的性质有何要求？
（2）结合表中数据，计算该石灰石中碳酸钙的质量分数。
（3）实验后，小明认真反思觉得该实验测得的石灰石中碳酸钙的质量分数比实际值会
①取研碎后的石灰石2.5 g，倒入气密性良好的锥形瓶中，然后在分液漏斗中加入适量的稀盐酸，置于电子天平上测出装置总质量。②打开活塞，滴入足量稀盐酸后关闭活塞，待气泡不再冒出时，测出反应后装置总质量。③整理相关数据如下表，计算出石灰石中碳酸钙的质量分数。
（1）该实验中，对装置中的固态干燥剂的性质有何要求？
能吸收水但不能吸收二氧化碳
。（2）结合表中数据，计算该石灰石中碳酸钙的质量分数。
（3）实验后，小明认真反思觉得该实验测得的石灰石中碳酸钙的质量分数比实际值会
偏小
（填“偏大”或“偏小”），理由是反应后有部分二氧化碳残留在锥形瓶中，使测量得到的二氧化碳的质量偏小，故计算得到的碳酸钙的质量也偏小
。答案
10.(1)能吸收水但不能吸收二氧化碳 (2)80% (3)偏小 反应后有部分二氧化碳残留在锥形瓶中，使测量得到的二氧化碳的质量偏小，故计算得到的碳酸钙的质量也偏小
解析
【分析】
首先，第（1）问需结合实验目的（通过测定反应生成CO₂的质量计算碳酸钙质量分数），干燥剂不能吸收CO₂，否则会干扰CO₂质量的测定，据此明确干燥剂的要求；第（2）问利用质量守恒定律计算生成CO₂的质量，再通过化学方程式计算碳酸钙质量，进而求出质量分数；第（3）问从装置内残留气体的角度分析误差，判断测得CO₂质量的偏差，得出碳酸钙质量分数的偏差。
【解析】
（1）实验中需通过测定反应生成CO₂的质量来计算碳酸钙的质量，因此干燥剂需要吸收反应产生的水蒸气，同时不能吸收CO₂，否则会导致测得的CO₂质量不准确，故要求干燥剂能吸收水但不能吸收二氧化碳。
（2）根据质量守恒定律，反应生成CO₂的质量为反应前后装置总质量的差值；设碳酸钙的质量为x，由反应方程式CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑，可得比例式：100/44 = x/CO₂质量，计算得x=2g；则石灰石中碳酸钙的质量分数=（2g/2.5g）×100%=80%。
（3）反应结束后，部分CO₂会残留在锥形瓶中，未被计入反应前后的质量差，导致测得的CO₂质量比实际生成的小，根据化学方程式计算出的碳酸钙质量也偏小，因此测得的碳酸钙质量分数比实际值偏小。
【答案】
（1）能吸收水但不能吸收二氧化碳；（2）80%；（3）偏小；反应后有部分二氧化碳残留在锥形瓶中，使测量得到的二氧化碳的质量偏小，故计算得到的碳酸钙的质量也偏小
【知识点】
根据化学方程式计算、实验误差分析、干燥剂的性质
【点评】
本题以石灰石中碳酸钙质量分数的测定为载体，综合考查实验装置作用、化学方程式计算及误差分析，既要求掌握实验原理，又需具备计算和分析能力，是典型的实验探究类题目。
【难度系数】
0.6
首先，第（1）问需结合实验目的（通过测定反应生成CO₂的质量计算碳酸钙质量分数），干燥剂不能吸收CO₂，否则会干扰CO₂质量的测定，据此明确干燥剂的要求；第（2）问利用质量守恒定律计算生成CO₂的质量，再通过化学方程式计算碳酸钙质量，进而求出质量分数；第（3）问从装置内残留气体的角度分析误差，判断测得CO₂质量的偏差，得出碳酸钙质量分数的偏差。
【解析】
（1）实验中需通过测定反应生成CO₂的质量来计算碳酸钙的质量，因此干燥剂需要吸收反应产生的水蒸气，同时不能吸收CO₂，否则会导致测得的CO₂质量不准确，故要求干燥剂能吸收水但不能吸收二氧化碳。
（2）根据质量守恒定律，反应生成CO₂的质量为反应前后装置总质量的差值；设碳酸钙的质量为x，由反应方程式CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑，可得比例式：100/44 = x/CO₂质量，计算得x=2g；则石灰石中碳酸钙的质量分数=（2g/2.5g）×100%=80%。
（3）反应结束后，部分CO₂会残留在锥形瓶中，未被计入反应前后的质量差，导致测得的CO₂质量比实际生成的小，根据化学方程式计算出的碳酸钙质量也偏小，因此测得的碳酸钙质量分数比实际值偏小。
【答案】
（1）能吸收水但不能吸收二氧化碳；（2）80%；（3）偏小；反应后有部分二氧化碳残留在锥形瓶中，使测量得到的二氧化碳的质量偏小，故计算得到的碳酸钙的质量也偏小
【知识点】
根据化学方程式计算、实验误差分析、干燥剂的性质
【点评】
本题以石灰石中碳酸钙质量分数的测定为载体，综合考查实验装置作用、化学方程式计算及误差分析，既要求掌握实验原理，又需具备计算和分析能力，是典型的实验探究类题目。
【难度系数】
0.6
