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学生实验10　测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量
实验目的
1.设计实验方案探究鸡蛋壳中碳酸钙的含量,学会利用物质的性质和化学反应中的定量关系分析、测定相应物质的质量。
2.掌握化学实验探究的一般思路与基本方法。
实验活动
一、知识准备
1.碳酸钙的性质
鸡蛋壳的主要成分: ,难溶于水,可以和酸发生化学反应,和盐酸发生反应的化学方程式为 。
2.计算的一般步骤
①设未知量。
②写出反应的化学方程式。
③找出已知量与未知量的质量关系。
④列出比例式,求解。
⑤简明地写出答案。
二、实验试剂
1.一些生活中常用的物品:碗、手套、A4纸、鸡蛋壳、筷子、勺子。
2.实验室中的试剂和仪器:盐酸(用厕所除垢剂代替),电子秤。
三、实验过程
1.用勺子和碗将鸡蛋壳捣碎。
2.把洁净干燥的碗放在电子秤上,加入一定量捣碎后的鸡蛋壳,记录电子天平的示数m1。
3.在桌面上放A4纸防止腐蚀桌面,戴上手套,向碗中倒入足量稀盐酸(厕所除垢剂),记录电子秤的读数m2。
4.用筷子搅拌,使反应充分,至不再产生气泡,记录电子秤读数m3。
四、计算
实验过程中产生二氧化碳的质量为 。
因此,可以根据二氧化碳的质量,通过化学方程式求算出鸡蛋中碳酸钙的质量。
五、误差分析
1.鸡蛋捣碎不彻底,导致反应不充分。
2.鸡蛋壳不同。
3.盐酸不足量,导致部分碳酸钙未反应。
教材再延伸
1.测定二氧化碳的质量除了利用质量守恒,根据反应前后物质的质量差求算,还有什么方法
提示:可以用氢氧化钠溶液吸收,氢氧化钠溶液的增重质量,就是二氧化碳的质量,从而计算鸡蛋中碳酸钙的含量。
2.动物骨骼中也含有碳酸钙,能用类似的方法测定动物骨骼中碳酸钙的含量吗
提示:可以,利用碳酸钙和稀盐酸反应可以产生二氧化碳气体,通过二氧化碳气体的质量就可以求算出动物骨骼中碳酸钙的含量。
多维演练
1.某化学兴趣小组为了测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量,取一定质量洗净、粉碎后的鸡蛋壳样品放于烧杯中,向烧杯中滴加盐酸(整个过程不考虑盐酸的挥发和气体的溶解),实验测得烧杯中剩余物质的质量与加入盐酸的质量之间的关系如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.所取的鸡蛋壳样品的质量为125 g
B.当滴入150 g盐酸时,样品与盐酸恰好完全反应
C.反应完全后产生二氧化碳的质量为9.9 g
D.该鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为80%
2.同学们在老师的帮助下探究了鸡蛋壳中的“硬道理”。
【探究活动一】探究鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。
查阅资料:鸡蛋壳主要含碳酸钙,与白醋(主要成分为乙酸CH3COOH)反应原理为CaCO3+2CH3COOH===(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑;白醋不能与鸡蛋壳中的其他物质反应生成气体。
向太空杯中加入40 g白醋,再将装有1.1 g鸡蛋壳的过滤网放进杯子内,拧紧瓶盖至不漏气。按下列表格中的步骤进行实验并记录所称的质量。
称量步骤 称量结果
①称量反应前总质量m1 m1=223.68 g
②将杯子倒置,不再产生气泡后正放,称量总质量m2 m2=223.68 g
③打开杯盖一段时间后,称量总质量m3 m3=223.24 g
实验与分析:
(1)称量步骤②中,把杯子倒置的目的是 。
(2)有同学认为m1>m3,该反应不遵守质量守恒定律,阐述你的观点和理由: 。
(3)通过表格中所给数据计算鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为 (结果精确到0.1%)。
(4)有同学查资料得知鸡蛋壳中碳酸钙含量约为95%左右,但在醋酸足量且反应完全的情况下,这个实验结果通常偏低,你认为可能的原因是 (写一点即可)。
【探究活动二】探究影响鸡蛋壳与盐酸反应速率的因素有哪些
小组同学设计了下列甲、乙、丙、丁四个实验(如图所示),所用盐酸均足量。
实验现象:
(1)甲、乙、丙三支试管中,产生气泡速率由快到慢依次为丙、乙、甲。
(2)在实验过程中发现部分块状鸡蛋壳表面有气泡产生时,鸡蛋壳一会儿上浮,一会儿又下沉,反复多次上浮下沉。
分析与结论:
(1)甲、乙实验对比得到的结论是 。
(2)小明能理解鸡蛋壳上浮的原因,但他不理解为什么还会下沉。你的解释是 。
(3)同学们认为丙、丁实验对比,可以探究温度对反应速率是否有影响,则实验丁中A、B空格处的内容依次应为 , 。
反思与交流:
(1)小明查资料得知,随温度升高盐酸的挥发性增强。他对丁实验提出了疑问,认为该实验现象不能准确反映出温度对该反应速率的影响,大家认同。你的理由是 。
(2)老师提出问题:甲和丙实验是否能进行对比 你的观点和理由是 。
3.(2024·东营一模)科学兴趣小组的同学们对鸡蛋壳的成分开展了有关探究。同学们的实验过程如下:①将一定量的鸡蛋壳放入容器中;②往其中加入适量的稀盐酸,观察到有较多的气泡产生;③……;④得出结论:鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐(如碳酸钙)。
(1)请补全第③步的实验内容与现象: 。
【实验步骤】小朋称取10.0 g鸡蛋壳样品,加入足量的稀盐酸,按如图所示装置实验,记录数据如下:
时间(min) 装置和试剂总质量(g)
0 261.0
2 260.0
4 259.3
6 259.0
8 258.8
10 258.8
12 258.8
【数据分析】
(2)产生二氧化碳的质量是 g。
【实验结论】
(3)该鸡蛋壳中样品中含有碳酸钙,样品中含有碳酸钙质量分数是 。
【实验反思】
(4)经查实,上述方法所测得鸡蛋壳中碳酸钙含量偏大(若实验操作规范),导致偏大的原因可能是 (填字母)。
A.有水蒸气逸出
B.盐酸浓度太大
C.锥形瓶内残留二氧化碳学生实验10　测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量
实验目的
1.设计实验方案探究鸡蛋壳中碳酸钙的含量,学会利用物质的性质和化学反应中的定量关系分析、测定相应物质的质量。
2.掌握化学实验探究的一般思路与基本方法。
实验活动
一、知识准备
1.碳酸钙的性质
鸡蛋壳的主要成分:　碳酸钙　,难溶于水,可以和酸发生化学反应,和盐酸发生反应的化学方程式为　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　。
2.计算的一般步骤
①设未知量。
②写出反应的化学方程式。
③找出已知量与未知量的质量关系。
④列出比例式,求解。
⑤简明地写出答案。
二、实验试剂
1.一些生活中常用的物品:碗、手套、A4纸、鸡蛋壳、筷子、勺子。
2.实验室中的试剂和仪器:盐酸(用厕所除垢剂代替),电子秤。
三、实验过程
1.用勺子和碗将鸡蛋壳捣碎。
2.把洁净干燥的碗放在电子秤上,加入一定量捣碎后的鸡蛋壳,记录电子天平的示数m1。
3.在桌面上放A4纸防止腐蚀桌面,戴上手套,向碗中倒入足量稀盐酸(厕所除垢剂),记录电子秤的读数m2。
4.用筷子搅拌,使反应充分,至不再产生气泡,记录电子秤读数m3。
四、计算
实验过程中产生二氧化碳的质量为　m2-m3　。
因此,可以根据二氧化碳的质量,通过化学方程式求算出鸡蛋中碳酸钙的质量。
五、误差分析
1.鸡蛋捣碎不彻底,导致反应不充分。
2.鸡蛋壳不同。
3.盐酸不足量,导致部分碳酸钙未反应。
教材再延伸
1.测定二氧化碳的质量除了利用质量守恒,根据反应前后物质的质量差求算,还有什么方法
提示:可以用氢氧化钠溶液吸收,氢氧化钠溶液的增重质量,就是二氧化碳的质量,从而计算鸡蛋中碳酸钙的含量。
2.动物骨骼中也含有碳酸钙,能用类似的方法测定动物骨骼中碳酸钙的含量吗
提示:可以,利用碳酸钙和稀盐酸反应可以产生二氧化碳气体,通过二氧化碳气体的质量就可以求算出动物骨骼中碳酸钙的含量。
多维演练
1.某化学兴趣小组为了测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量,取一定质量洗净、粉碎后的鸡蛋壳样品放于烧杯中,向烧杯中滴加盐酸(整个过程不考虑盐酸的挥发和气体的溶解),实验测得烧杯中剩余物质的质量与加入盐酸的质量之间的关系如图所示。下列有关说法正确的是(C)
A.所取的鸡蛋壳样品的质量为125 g
B.当滴入150 g盐酸时,样品与盐酸恰好完全反应
C.反应完全后产生二氧化碳的质量为9.9 g
D.该鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为80%
2.同学们在老师的帮助下探究了鸡蛋壳中的“硬道理”。
【探究活动一】探究鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。
查阅资料:鸡蛋壳主要含碳酸钙,与白醋(主要成分为乙酸CH3COOH)反应原理为CaCO3+2CH3COOH===(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑;白醋不能与鸡蛋壳中的其他物质反应生成气体。
向太空杯中加入40 g白醋,再将装有1.1 g鸡蛋壳的过滤网放进杯子内,拧紧瓶盖至不漏气。按下列表格中的步骤进行实验并记录所称的质量。
称量步骤 称量结果
①称量反应前总质量m1 m1=223.68 g
②将杯子倒置,不再产生气泡后正放,称量总质量m2 m2=223.68 g
③打开杯盖一段时间后,称量总质量m3 m3=223.24 g
实验与分析:
(1)称量步骤②中,把杯子倒置的目的是　将鸡蛋壳与白醋接触,发生反应　。
(2)有同学认为m1>m3,该反应不遵守质量守恒定律,阐述你的观点和理由:　不赞成,该反应为化学变化,遵守质量守恒定律,杯盖打开之后,气体逸出杯子,导致所称量的生成物质量减少　。
(3)通过表格中所给数据计算鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为　90.9%　(结果精确到0.1%)。
(4)有同学查资料得知鸡蛋壳中碳酸钙含量约为95%左右,但在醋酸足量且反应完全的情况下,这个实验结果通常偏低,你认为可能的原因是　二氧化碳的密度比空气大,逸出的气体并非全部是生成的二氧化碳,导致实验结果通常偏低(合理即可)　(写一点即可)。
【探究活动二】探究影响鸡蛋壳与盐酸反应速率的因素有哪些
小组同学设计了下列甲、乙、丙、丁四个实验(如图所示),所用盐酸均足量。
实验现象:
(1)甲、乙、丙三支试管中,产生气泡速率由快到慢依次为丙、乙、甲。
(2)在实验过程中发现部分块状鸡蛋壳表面有气泡产生时,鸡蛋壳一会儿上浮,一会儿又下沉,反复多次上浮下沉。
分析与结论:
(1)甲、乙实验对比得到的结论是　其他条件相同时,酸的浓度越大,反应速率越快　。
(2)小明能理解鸡蛋壳上浮的原因,但他不理解为什么还会下沉。你的解释是　生成的二氧化碳附在蛋壳表面,使鸡蛋壳所受的浮力大于重力,鸡蛋壳会上浮,二氧化碳气体脱离蛋壳表面,会使鸡蛋壳所受的浮力小于重力,鸡蛋壳下沉　。
(3)同学们认为丙、丁实验对比,可以探究温度对反应速率是否有影响,则实验丁中A、B空格处的内容依次应为　2 g鸡蛋壳(粉末)　,　20 g 20%盐酸　。
反思与交流:
(1)小明查资料得知,随温度升高盐酸的挥发性增强。他对丁实验提出了疑问,认为该实验现象不能准确反映出温度对该反应速率的影响,大家认同。你的理由是　盐酸的挥发性随温度的升高而增强,盐酸的浓度降低快　。
(2)老师提出问题:甲和丙实验是否能进行对比 你的观点和理由是　不能,甲和丙实验中鸡蛋壳的形状、盐酸的浓度都不相同　。
3.(2024·东营一模)科学兴趣小组的同学们对鸡蛋壳的成分开展了有关探究。同学们的实验过程如下:①将一定量的鸡蛋壳放入容器中;②往其中加入适量的稀盐酸,观察到有较多的气泡产生;③……;④得出结论:鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐(如碳酸钙)。
(1)请补全第③步的实验内容与现象:　将生成的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊　。
【实验步骤】小朋称取10.0 g鸡蛋壳样品,加入足量的稀盐酸,按如图所示装置实验,记录数据如下:
时间(min) 装置和试剂总质量(g)
0 261.0
2 260.0
4 259.3
6 259.0
8 258.8
10 258.8
12 258.8
【数据分析】
(2)产生二氧化碳的质量是　2.2　g。
【实验结论】
(3)该鸡蛋壳中样品中含有碳酸钙,样品中含有碳酸钙质量分数是　50%　。
【实验反思】
(4)经查实,上述方法所测得鸡蛋壳中碳酸钙含量偏大(若实验操作规范),导致偏大的原因可能是　AB　(填字母)。
A.有水蒸气逸出
B.盐酸浓度太大
C.锥形瓶内残留二氧化碳

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