Question

6．石灰石樣品中的雜質(zhì)不溶于水也不與酸反應(yīng)，某實(shí)驗(yàn)小組為探究固體混合物中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)并完成了以下實(shí)驗(yàn)：
①取質(zhì)量為mg的三個(gè)燒杯，各盛放質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀鹽酸25g；
②向三個(gè)燒杯中分別放入質(zhì)量不同的混合物樣品；
③充分反應(yīng)后再分別稱量燒杯及剩余物的質(zhì)量．
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表：

稱量項(xiàng)目	實(shí)驗(yàn)1	實(shí)驗(yàn)2	實(shí)驗(yàn)3
稀鹽酸和燒杯的質(zhì)量/g	25+m	25+m	25+m
加入的固體混合物的質(zhì)量/g	3.2	6.6	7.6
反應(yīng)后燒杯內(nèi)物質(zhì)和燒杯質(zhì)量/g	27.1+m	29.4+m	30.4+m

根據(jù)表格數(shù)據(jù)，回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)1產(chǎn)生的氣體的質(zhì)量是1.1g，據(jù)此計(jì)算固體混合物中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
（寫出計(jì)算過程，計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）
（2）實(shí)驗(yàn)后，該小組同學(xué)組織討論，進(jìn)行評(píng)估反思，又提出一些新的測(cè)定混合物中碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方法．請(qǐng)你也開動(dòng)腦筋，提出一個(gè)可行的方法：用高溫煅燒的方法，根據(jù)反應(yīng)前后固體質(zhì)量差即為二氧化碳的質(zhì)量，計(jì)算混合物中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
（3）三位同學(xué)分別把反應(yīng)后的溶液過濾（操作中的損失可忽略不計(jì)），同學(xué)（選填實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)3）所得的溶液是只含有一種溶質(zhì)的溶液；所得不飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.9%（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

分析 比較實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3可以知道加入固體樣品實(shí)驗(yàn)3比實(shí)驗(yàn)2多1g，而剩余的固體的質(zhì)量也是1g，所以可以判斷實(shí)驗(yàn)2中的鹽酸完全反應(yīng)，比較實(shí)驗(yàn)I和實(shí)驗(yàn)Ⅱ可以知道：實(shí)驗(yàn)2加入的固體比實(shí)驗(yàn)1中多加了3.4g固體樣品，而反應(yīng)后溶液只增加了2.3g，說明實(shí)驗(yàn)1中的3.2g樣品中的碳酸鈣全部發(fā)生了反應(yīng)，所以綜合以上的分析可以得出實(shí)驗(yàn)I中的固體樣品完全反應(yīng)，可以據(jù)此結(jié)合化學(xué)方程式來進(jìn)行求解．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)I中產(chǎn)生的氣體質(zhì)量是（25+m）g+3.2g-（27.1+m）g=1.1g，由題意可知，每消耗3.2g樣品中的碳酸鈣全部發(fā)生了反應(yīng)，生成氣體1.1g，實(shí)驗(yàn)2、3中產(chǎn)生的氣體質(zhì)量是2.2g，所以消耗固體混合物的質(zhì)量是6.4g；
設(shè)固體混合物中碳酸鈣的質(zhì)量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                     44
x                                         1.1g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{1.1g}$
x=2.5g
固體混合物中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{2.5g}{3.2g}×$100%≈78.1%；
（2）測(cè)定混合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可以用高溫煅燒的方法，根據(jù)反應(yīng)前后固體質(zhì)量差即為二氧化碳的質(zhì)量，計(jì)算混合物中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）比較實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3可以知道加入固體樣品實(shí)驗(yàn)3比實(shí)驗(yàn)2多1g，而剩余的固體的質(zhì)量也是1g，所以可以判斷實(shí)驗(yàn)2中的鹽酸完全反應(yīng)，
實(shí)驗(yàn)2所得的溶液是只含有一種溶質(zhì)的溶液；所得不飽和溶液中溶質(zhì)氯化鈣的質(zhì)量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
                        111               44
                          y               2.2g
$\frac{111}{y}=\frac{44}{2.2g}$
y=5.55g
所得不飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{5.55g}{6.4g+25g-2.2g}×$100%≈18.9%
答案：
（1）1.1；  78.1%；
（2）用高溫煅燒的方法，根據(jù)反應(yīng)前后固體質(zhì)量差即為二氧化碳的質(zhì)量，計(jì)算混合物中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）實(shí)驗(yàn)2；18.9%

點(diǎn)評(píng) 本題難度較大，主要考查了通過表格分析有價(jià)值的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)量的計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和解決問題的能力．