Question

16．通過對九年級化學這門功課的學習，我們學會物質的鑒別、檢驗、推斷與計算．
（1）A～J都是初中化學中的常見物質，其中D、E對維持自然界生命活動至關重要．A、B為黑色固體，C、G都是金屬單質，I為無色氣體，它們的相互轉化關系如圖所示：
請回答：
①寫出下列物質的化學式：AC．
②反應①②③④⑤中屬于置換反應的為①⑤（填序號）．
③寫出反應②的化學方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，其中Fe₂O₃為該反應的氧化劑．
④寫出反應⑤的化學方程式．
（2）某研究學習小組欲測定石灰石中碳酸鈣的質量分數(shù)，采用的方法如下：取該石灰石樣品20g，把80g稀鹽酸分四次加入，實驗過程所得數(shù)據(jù)如表格（已知石灰石樣品中含有的二氧化硅等雜質不溶于水，不與稀鹽酸反應）．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算：
（1）表中n的數(shù)值為6.8．
（2）樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)是66%．
（3）求鹽酸中溶質的質量分數(shù)．

實驗次數(shù)	加入稀鹽酸的質量/g	剩余固體的質量/g
1	20	15
2	20	10
3	20	6.8
4	20	n

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題干提供的信息進行分析解答，A、B為黑色固體，C是紅色金屬單質，故A和B是碳和氧化銅的反應，C是銅，生成的D是二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，故J是碳酸鈣，A是碳；E是氧氣；二氧化碳能與碳高溫反應生成一氧化碳，故F是一氧化碳；一氧化碳還原氧化鐵高溫反應生成鐵和二氧化碳，故G是鐵，鐵與稀鹽酸反應生成的H是氫氣，故I是氯化亞鐵，據(jù)此解答．
（2）①根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知，第1、2次反應后固體物質減少的質量都為5g，而第3次反應后固體物質減少的質量為3.2g，說明此時碳酸鈣已反應完，不再產(chǎn)生氣體，故表中n的數(shù)值為6.8．
②根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知，完全反應后，剩余固體物質的質量為6.8g，石灰石樣品的質量減去剩余固體物質的質量就是樣品中碳酸鈣的質量，然后根據(jù)質量分數(shù)公式計算即可．
③根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知，第1、2次反應后固體物質減少的質量都為5g，說明20g稀鹽酸恰好能與石灰石中的5g碳酸鈣完全反應．根據(jù)碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式和第1次完全反應中碳酸鈣的質量，即可計算出第一次參與反應的HCl質量，然后根據(jù)溶質的質量分數(shù)公式計算即可．

解答 解：（1）A、B為黑色固體，C是紅色金屬單質，故A和B是碳和氧化銅的反應，C是銅，生成的D是二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，故J是碳酸鈣，A是碳；E是氧氣；二氧化碳能與碳高溫反應生成一氧化碳，故F是一氧化碳；一氧化碳還原氧化鐵高溫反應生成鐵和二氧化碳，故G是鐵，鐵與稀鹽酸反應生成的H是氫氣，故I是氯化亞鐵，帶入框圖，推斷合理；
①、A是碳；故填：C；
②、①是碳與氧化銅反應生成銅和二氧化碳，屬于置換反應，②是碳與二氧化碳高溫反應生成一氧化碳，屬于化合反應，③一氧化碳與氧化鐵高溫反應生成二氧化碳和鐵，不屬于置換反應，④是二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，不屬于基本反應類型，⑤是鐵與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，屬于置換反應，
故填：①⑤；
③、②是一氧化碳與氧化鐵高溫反應生成鐵和二氧化碳，氧化鐵在反應中失去了氧，發(fā)生了還原反應，是氧化劑．
故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；Fe₂O₃．
④、反應⑤是鐵與稀鹽酸反應生成的H是氫氣，化學方程式為：Fe+HCl=FeCl₂+H₂↑．
故填：Fe+HCl=FeCl₂+H₂↑．
（2）①根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知，第1、2次反應后固體物質減少的質量都為5g，而第3次反應后固體物質減少的質量為3.2g，說明此時碳酸鈣已反應完，不再產(chǎn)生氣體，故表中n的數(shù)值為6.8．
故答案為：6.8．
②樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)=$\frac{20g-6.8g}{20g}$×100%=66%．
故答案為：66%．
③由題分析20g稀鹽酸恰好能與石灰石中的5g碳酸鈣完全反應
設第一次參與反應的HCl質量為x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73
5g     x
$\frac{100}{5g}=\frac{73}{x}$ 
解之得：x=3.65g，
鹽酸中溶質的質量分數(shù)為：$\frac{3.65g}{20g}×100%$=18.25%．
答：鹽酸中溶質的質量分數(shù)為18.25%．

點評 在解此類題時，首先將題中有特征的物質推出，然后結合推出的物質和題中的轉化關系推導剩余的物質，最后將推出的各種物質代入轉化關系中進行驗證即可．把握住記錄數(shù)據(jù)中在發(fā)生著變化的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)變化的原因或變化的規(guī)律，這是分析實驗數(shù)據(jù)的一種常用方法．