Question

16．三位同學分別用相同質量分數(shù)的稀鹽酸，測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)（石灰石中的雜質既不與酸反應，也不溶于水）．
（1）小敏的方法可用如圖1流程表示，測得的碳酸鈣的質量分數(shù)為79%．
（2）小華取10克樣品，用如圖2甲實驗裝置進行實驗，反應結束后，測得B裝置質量增加了4.6克，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，算得碳酸鈣的質量分數(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中吸收了二氧化碳帶出的水蒸氣或HCl氣體．
（3）小軍用如圖2乙的實驗裝置進行實驗，將30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2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的質量分數(shù)．
（4）求實驗所用的稀鹽酸溶質質量分數(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，而第二次減少的質量為2.9g，說明碳酸鈣完全反應，剩余濾渣的質量就是石灰石樣品中雜質的質量進行解答；
（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量，利用二氧化碳的質量求出碳酸鈣的質量，進而求出該石灰石樣品中CaCO₃的質量分數(shù)即可．
（4）根據(jù)碳酸鈣與鹽酸反應的方程式，由5g碳酸鈣的質量求出50g鹽酸中溶質的質量，再求出稀鹽酸溶質質量分數(shù)．

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，而第二次減少的質量為2.9g，說明碳酸鈣完全反應，剩余濾渣的質量就是石灰石樣品中雜質的質量．
的碳酸鈣的質量分數(shù)=$\frac{10g-2.1g}{10g}$×100%=79%；
（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量分數(shù)，發(fā)現(xiàn)與事實嚴重不符；
（3）二氧化碳的質量：1.8g/L×0.244L≈0.44g，
設碳酸鈣的質量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                  0.44g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{0.44g}$
解得：x=1g
該石灰石樣品中CaCO₃的質量分數(shù)=$\frac{1g}{1.25g}$×100%=80%
（4）設50g的鹽酸中溶質的質量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73
5g     y
$\frac{100}{5g}=\frac{73}{y}$
解得：y=3.65g
所用的稀鹽酸溶質質量分數(shù)是：$\frac{3.65g}{50g}$×100%=7.3%
故答為：（1）79%；
（2）B中吸收了二氧化碳中帶出的水蒸氣和氯化氫氣體；
（3）該石灰石樣品中CaCO₃的質量分數(shù)為80%；
（4）所用的稀鹽酸溶質質量分數(shù)是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量守恒來計算二氧化碳的質量是解答的關鍵．