25.碳酸鈣是初中階段化學學習中的常見物質,某化學興趣小組圍繞此物質展開探究。
【實驗探究Ⅰ】測石灰石中碳酸鈣的含量,石灰石中其它成分對實驗影響忽略不計。
實驗一:選擇藥品。分別取等質量顆粒狀和粉末狀的貝殼樣品與等體積、等濃度的鹽酸在三頸燒瓶中反應,采集數據。
(1)據圖2分析,選擇粉末狀樣品的依據是
。
(2)據圖3分析,影響實驗測定準確性的原因:一是水蒸氣含量增加;二是
。
為提高實驗的準確性,小組成員將鹽酸換成稀硫酸后,利用圖4裝置進行測定。打開活塞,將稀硫酸滴入試管,反應結束后讀數,讀數前調節(jié)U型管左右液面相平,需要進行的操作是
(填“上移水準管”或“下移水準管”)。
實驗二:優(yōu)化裝置。在老師指導下,小組優(yōu)化并設計了圖5裝置進行測定
資料:室溫時,CaSO
4微溶于水。
(3)試劑a是
。
(4)加入足量稀硫酸,一段時間后反應停止。再加入氯化銨溶液,發(fā)現又產生氣泡,推測加入氯化銨的作用是
。
(S)實驗二中,樣品質量為mg,加入稀硫酸體積為V
1mL,加入氯化銨溶液體積為V
2mL,右側針筒最后讀數為VmL,該實驗條件下CO
2密度為dg/mL,則樣品碳酸鈣質量分數表達式為
。
【實驗探究Ⅱ】測碳酸鈣懸濁液的酸堿性
已知:電導率傳感器可用于測定溶液的導電性強弱,在其他條件相同下,溶液中離子濃度越大;溶液的電導率越大。
(6)在相同實驗條件下,用電導率傳感器測得水的電導率為8.5,碳酸鈣懸濁液電導率為74。
碳酸鈣懸濁液中有部分碳酸鈣溶于水,形成碳酸鈣的
(填“飽和”或“不飽和)溶液。
繼續(xù)探究碳酸鈣懸濁液的酸堿性,做了下面的對照實驗:用pH傳感器分別測得在常溫下五種混合體系的pH,如下表所示。
混合體系 |
①Na2CO3溶液 |
②NaCl溶液 |
③CaCl2溶液 |
④K2CO3溶液 |
⑤CaCO3懸濁液 |
pH |
11.6 |
7.0 |
7.0 |
11.6 |
10.1 |
(7)結合上面數據分析可知,Na
2CO
3溶液顯堿性與碳酸鈉組成中
離子(填離子符號)有關。查閱資料可知碳酸鈉能與水發(fā)生一定程度的反應生成一種鈉鹽和一種堿,試寫出此反應中生成的鈉鹽和堿的化學式:
、
,結合⑤的數據分析,碳酸鈣懸濁液顯威性的原因與碳酸鈉溶液顯堿性本質上是一致的。
(8)進一步探究,加熱碳酸鈣懸濁液,測得pH減小。聯系所學知識,對此現象產生的原因猜測合理的是
(填字母)。
A.碳酸鈣的溶解度隨著溫度的升高而降低
B.溫度升高增大了某離子與水作用的速率,堿性增強
C.加熱時部分碳酸鈣發(fā)生了分解反應
(9)將上述懸濁液過濾后,立即把碳酸鈣平均分為兩等分,分別加熱,如圖6曲線表示固體質量隨時間的變化曲線。曲線a用酒精燈作為加熱工具,曲線b用酒精噴燈作為加熱工具。(酒精燈加熱溫度400-500℃:酒精噴燈加熱溫度800~1200℃)
①碳酸鈣分解的化學方程式:
。取曲線a固體產物放入盛有水的燒杯中,滴加酚酞,溶液不變紅。根據固體在試管中加熱時,試管口需略向下傾斜的原因,可推測出實驗中減少的物質主要是
。
②2分鐘后曲線b固體質量減少速率明顯增大,原因是
,曲線b實驗進行到8分鐘時固體的成分及各成分的質量。(寫出計算過程)