Question

18．三位同學(xué)分別用相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸，測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）小敏的方法可用如下流程表示，測得的碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?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

[品10克]$→_{分反應(yīng)后過濾，洗滌、干燥}^{加入稀鹽酸50克充}$[濾渣5克]$→_{充分反應(yīng)后過濾，洗滌、干燥}^{加入稀鹽酸50克}$[濾渣2.1克]
（2）小華取10克樣品，用如圖甲實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)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?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(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將20克稀鹽酸加入到1.25克樣品中，生成的CO₂體積與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖丙．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)小敏的步驟可知，反應(yīng)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(yīng)該用小敏采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算．

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，樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?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?jǐn)?shù)，發(fā)現(xiàn)與事實(shí)嚴(yán)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(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
x                   0.44g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{0.44g}$
x=1g
該石灰石樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{1g}{1.25g}$×100%=80%；
答：該石灰石樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%；
（4）采用小敏的．根據(jù)小敏的步驟可知，反應(yīng)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(yīng)該用小敏采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算．
已知量取50g鹽酸，對應(yīng)的碳酸鈣質(zhì)量為10g-5g=5g，再用化學(xué)方程式即可求得氯化氫的質(zhì)量，設(shè)參加反應(yīng)的稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?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(shí)驗(yàn)所用的稀鹽酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%．

點(diǎn)評 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)量守恒來計(jì)算二氧化碳的質(zhì)量是解答的關(guān)鍵．