Question

4．某研究性學(xué)習(xí)小組在協(xié)助老師清理實驗室時，發(fā)現(xiàn)一批存放多年的氫氧化鈣．為檢驗其變質(zhì)情況，進行了如下探究：取氫氧化鈣樣品11.4g于錐形瓶中，加入38.6g水，振蕩形成懸濁液，放在電子天平上，向錐形瓶中逐滴滴加14.6%的稀鹽酸，如圖甲所示，振蕩后讀取質(zhì)量．得到錐形瓶中物質(zhì)的質(zhì)量與稀鹽酸質(zhì)量關(guān)系，如圖乙所示，試求：
（1）該樣品中氫氧化鈣的質(zhì)量；
（2）在B點時所得溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)（答案保留到0.1%）．

Answer 1

分析 根據(jù)氫氧化鈣吸收空氣中的二氧化碳生成碳酸鈣而變質(zhì)，向變質(zhì)的氫氧化鈣的濁液中滴加鹽酸，鹽酸先與氫氧化鈣反應(yīng)，生成氯化鈣和水，而不能產(chǎn)生氣體，因此隨鹽酸的滴加瓶內(nèi)質(zhì)量不斷增加，如圖乙中的第一段曲線所示；當(dāng)氫氧化鈣完全反應(yīng)后，繼續(xù)滴加的鹽酸開始與碳酸鈣反應(yīng)，即從圖乙瓶內(nèi)質(zhì)量為100g時始，碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水，同時放出氣體二氧化碳，因此隨鹽酸的滴加瓶內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量增加情況如圖乙中的第二段曲線；至碳酸鈣完全反應(yīng)后，滴加的鹽酸不發(fā)生反應(yīng)，瓶內(nèi)質(zhì)量增加情況如圖乙中第三段曲線；根據(jù)與氫氧化鈣階段反應(yīng)的化學(xué)方程式及消耗鹽酸的質(zhì)量，可計算出參加反應(yīng)的氫氧化鈣的質(zhì)量，碳酸鈣的質(zhì)量為樣品與氫氧化鈣的質(zhì)量差以及碳酸鈣消耗鹽酸的質(zhì)量進行分析．

解答 解：（1）由題意和圖象分析知，第一階段錐形瓶中物質(zhì)增加的質(zhì)量就是與樣品中氫氧化鈣反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量，第一階段滴入鹽酸的質(zhì)量為100g-50g=50g
設(shè)與鹽酸反應(yīng)的Ca（OH）₂的質(zhì)量為x，生成氯化鈣為a
  Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O
  74        73    111
  x    50g×14.6%   a
$\frac{74}{x}$=$\frac{73}{50g×14.6%}$=$\frac{111}{a}$
解得x=7.4g，a=11.1g
屬于混合物中碳酸鈣的質(zhì)量為：11.4g-7.4g=4g；
（2）4g碳酸鈣消耗鹽酸的質(zhì)量為y，生成二氧化碳的質(zhì)量為z，生成氯化鈣為b，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73     111      44
4g   y×14.6%  a       z
$\frac{100}{4g}$=$\frac{73}{y×14.6%}$=$\frac{44}{z}$=$\frac{111}{a}$
y=20g
z=1.76g
a=4.44g
y軸上的B點所表示錐形瓶中的物質(zhì)質(zhì)量=100g+20g-1.76g=118.24g，
B點時所得溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{11.1g+4.44g}{118.24g}$×100%=13.1%．
答：（1）此樣品中氫氧化鈣的質(zhì)量是7.4g，碳酸鈣的質(zhì)量是4g；
（2）在B點時所得溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為13.1%．

點評 根據(jù)物質(zhì)間反應(yīng)的先后關(guān)系，分析反應(yīng)對容器內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量的影響，得出所加入溶液的質(zhì)量；然后根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，完成分析與計算．