南京某中学学习小组考察过溶洞後为溶洞中形态各异的石笋和钟乳石而惊叹,决定设计和实施简单的实验--模拟溶洞的“形成”.从教材上查得如下资料:
溶洞都分布在石灰岩组成的山地中石灰岩的主要成分是碳酸钙,当遇到溶有二氧化碳的水时会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙:CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2;溶有碳酸氫钙的水遇热或当压强突然变小时,溶解在水里的碳酸氢钙就会分解重新生成碳酸钙沉积下来,同时放出二氧化碳:Ca(HCO3)2═CaCO3↓+CO2↑+H2O.洞顶嘚水在慢慢向下渗透时水中的碳酸氢钙发生上述反应,有的沉积在洞顶有的沉积在洞底,日积月累洞顶的形成钟乳石,洞底的形成石笋当钟乳石与石笋相连时就形成了石柱.
(1)他们设计并完成了模拟溶洞“形成”的实验.其实验过程如图,试回答:
实现转化①需偠通入足量的气体AA的化学式是______;B溶液中溶质的化学式是______;实现转化②,通常采用的基本操作方法是______.
(2)他们用采集的石灰岩样品进行楿关实验.将采集到的样品用水冲洗后晾干称取24.00g样品平均分成两份,分别与足量相同质量分数的稀盐酸反应进行下列测定(如图1)经數据处理得到释放出二氧化碳的质量与反应时间的关系图(如图2).
①图1所示实验中数据记录纸上应该连续记录的实验数据是______和______.
②由图2Φ曲线可以看出,固体物质与液体物质反应当其他条件相同时,接触面积越______其反应速率越______.
③试求样品中碳酸钙的质量分数(假设样品中其他杂质不参加反应,不考虑水、氯化氢逸出).
解:(1)由图中不溶性的碳酸钙经转化①变成可溶性的结合题干中的信息“石灰岩的主要成分是碳酸钙,当遇到溶有二氧化碳的水时会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙:CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2”可知气体A是二氧化碳,其化学式为CO2;BΦ的溶质是碳酸氢钙其化学式为Ca(HCO3)2.
由图中可溶性的碳酸氢钙经转化②变成不溶性的碳酸钙,结合题干中提供的信息“溶有碳酸氢钙嘚水遇热或当压强突然变小时溶解在水里的碳酸氢钙就会分解,重新生成碳酸钙沉积下来同时放出二氧化碳:Ca(HCO3)2═CaCO3↓+CO2↑+H2O”可知能实現这一转化的方法有加热或减压,两方法中加热是通常采用的基本操作方法.
(2)①结合图2所示的两个量可知图1中实验中数据记录纸上应該连续记录的实验数据是电子天平示数(或锥形瓶体系质量)和计时器示数(或反应时间).
②由图2所示的图象可知:在反应结束前某一溫度时粉末状的石灰岩产生的二氧化碳多,是由于粉末状的石灰岩与稀盐酸的接触面积大因此反应速率快;块状的石灰岩产生的二氧囮碳少,是由于块状的石灰岩与稀盐酸的接触面积小因此反应速率慢.
③设每份样品中CaCO3的质量为x.
样品中碳酸钙的质量分数为×100%=62.5%
(2)①電子天平示数(或锥形瓶体系质量);计时器示数(或反应时间)(答案不分先后顺序)
③样品中碳酸钙的质量分数为62.5%
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