Question

16．三位同學(xué)分別用相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸，測(cè)定某石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（石灰石中的雜質(zhì)既不與酸反應(yīng)，也不溶于水）．
（1）小敏的方法可用如圖1流程表示，測(cè)得的碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為79%．
（2）小華取10克樣品，用如圖2甲實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)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?jǐn)?shù)，發(fā)現(xiàn)與事實(shí)嚴(yán)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(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將30克稀鹽酸加入到1.25克樣品中，生成的CO₂體積與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖2丙．已知本實(shí)驗(yàn)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?jǐn)?shù)．
（4）求實(shí)驗(yàn)所用的稀鹽酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)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(shuō)明第一次中鹽酸完全反應(yīng)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(shuō)明碳酸鈣完全反應(yīng)，剩余濾渣的質(zhì)量就是石灰石樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)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(jìn)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(jìn)而求出該石灰石樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可．
（4）根據(jù)碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的方程式，由5g碳酸鈣的質(zhì)量求出50g鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量，再求出稀鹽酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)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(shuō)明第一次中鹽酸完全反應(yīng)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(shuō)明碳酸鈣完全反應(yīng)，剩余濾渣的質(zhì)量就是石灰石樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量．
的碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?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(zhì)量分?jǐn)?shù)，發(fā)現(xiàn)與事實(shí)嚴(yán)重不符；
（3）二氧化碳的質(zhì)量：1.8g/L×0.244L≈0.44g，
設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                  0.44g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{0.44g}$
解得：x=1g
該石灰石樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{1g}{1.25g}$×100%=80%
（4）設(shè)50g的鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)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(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?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(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%；
（4）所用的稀鹽酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是7.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生利用化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算，明確二氧化碳是氣體并利用質(zhì)量守恒來(lái)計(jì)算二氧化碳的質(zhì)量是解答的關(guān)鍵．