Question

17．三位同學分別用相同質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸，測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)（石灰石中的雜質(zhì)既不與酸反應，也不溶于水）．
（1）小敏的方法可用如下流程表示，測得的碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為79%；在過濾操作中，需要用到的玻璃儀器有B（選填序號）．
A．酒精燈、漏斗、玻璃棒  B． 漏斗、玻璃棒、燒杯C． 酒精燈、試管、玻璃棒
（2）小華取10克樣品，用如圖甲實驗裝置進行實驗，反應結(jié)束后，測得B裝置質(zhì)量增加了4.6克，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，算得碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，發(fā)現(xiàn)與事實嚴重不符，造成這種情況的可能原因是B中吸收二氧化碳中帶出的水蒸氣和氯化氫氣體．

（3）小軍用如圖乙的實驗裝置進行實驗，將20克稀鹽酸加入到1.25克樣品中，生成的CO₂體積與反應時間的關系如圖丙．已知本實驗條件下CO₂的密度為1.8克/升，求該石灰石樣品中CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)．
（4）求實驗所用的稀鹽酸溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鹽酸和碳酸鈣反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，第二次加鹽酸，濾渣繼續(xù)減少，說明第一次中鹽酸完全反應且碳酸鈣有剩余，可知50g鹽酸完全消耗5g碳酸鈣，而第二次減少的質(zhì)量為2.9g，說明碳酸鈣完全反應，剩余濾渣的質(zhì)量就是石灰石樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量進行解答；
（2）根據(jù)堿石灰能吸收水蒸氣和氯化氫氣體，B中吸收二氧化碳中帶出的水蒸氣和氯化氫氣體進行解答；
（3）根據(jù)二氧化碳體積和密度求出二氧化碳的質(zhì)量，利用二氧化碳的質(zhì)量求出碳酸鈣的質(zhì)量，進而求出該石灰石樣品中CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)即可；
（4）根據(jù)小敏的步驟可知，反應掉5g碳酸鈣需要鹽酸50g，小軍的步驟是將20g稀鹽酸加入到1.25g樣品中，此時20g稀鹽酸是過量的，所以應該用小敏采集的實驗數(shù)據(jù)計算．

解答 解：（1）鹽酸和碳酸鈣反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，第二次加鹽酸，濾渣繼續(xù)減少，說明第一次中鹽酸完全反應且碳酸鈣有剩余，可知50g鹽酸完全消耗5g碳酸鈣，而第二次減少的質(zhì)量為2.9g，說明碳酸鈣完全反應，剩余濾渣的質(zhì)量就是石灰石樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量，樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{10g-2.1g}{10g}$×100%=79%；在過濾操作中，需要用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯；故填：79%；B；
（2）堿石灰能吸收水蒸氣和氯化氫氣體，B中吸收二氧化碳中帶出的水蒸氣和氯化氫氣體，所以算得碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，發(fā)現(xiàn)與事實嚴重不符；故填：B中吸收二氧化碳中帶出的水蒸氣和氯化氫氣體；
（3）二氧化碳的質(zhì)量=1.8g/L×0.244L≈0.44g，設碳酸鈣的質(zhì)量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                    44
x                                     0.44g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{0.44g}$
x=1g
該石灰石樣品中CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{1g}{1.25g}$×100%=80%；
答：該石灰石樣品中CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)為80%；
（4）采用小敏的．根據(jù)小敏的步驟可知，反應掉5g碳酸鈣需要鹽酸50g，小軍的步驟是將20g稀鹽酸加入到1.25g樣品中，此時20g稀鹽酸是過量的，所以應該用小敏采集的實驗數(shù)據(jù)計算．
已知量取50g鹽酸，對應的碳酸鈣質(zhì)量為10g-5g=5g，再用化學方程式即可求得氯化氫的質(zhì)量，設參加反應的稀鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為y，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
 100       73              
  5g    50g×y
 $\frac{100}{5g}=\frac{73}{50g×y}$
y=7.3%
答：實驗所用的稀鹽酸溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為7.3%．

點評 本題考查學生利用化學反應方程式的計算，明確二氧化碳是氣體并利用質(zhì)量守恒來計算二氧化碳的質(zhì)量是解答的關鍵．