题目内容

有含碳酸钙80%的大理石12.5g,恰好与100g稀盐酸完全反应(杂质不参加反应,也不溶于水.)
求:
(1)生成二氧化碳的质量?
(2)参加反应的稀盐酸的溶质质量分数?

解:(1)设参加反应的稀盐酸中HCl的质量为x,生成CO2的质量为y.
CaC03 +2HCl═CaCl2+H2O+CO2
100 73 44
12.5g×80% x y

解得:x=7.3 g,y=4.4 g,
(2)稀盐酸的溶质的质量分数为:×100%=7.3%
答:生成二氧化碳的质量为4.4 g,稀盐酸溶质的质量分数为7.3%.
分析:根据化学方程式进行有关计算即可,溶质质量分数=×100%.
点评:本题考查学生利用化学方程式进行的有关计算,应注意利用总质量守恒计算物质的质量,注意计算格式的规范性.
练习册系列答案
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(2012?扬中市模拟)我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献.他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱.有关反应的化学方程式为:
NH3+CO2+H2O═NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl;
2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O
回答下列问题:
(1)碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是
c
c
(填字母标号).
a.碳酸氢钠难溶于水    b.碳酸氢钠受热易分解    c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出
(2)某探究活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验,同学们按各自设计的方案实验.
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出).

试回答下列有关问题:
(Ⅰ)乙装置中的试剂是 饱和的碳酸氢钠溶液,作用是
吸收甲装置可能挥发出的氯化氢气体
吸收甲装置可能挥发出的氯化氢气体

(Ⅱ)丁装置中稀硫酸的作用是
吸收末反应的NH3
吸收末反应的NH3

(Ⅲ)实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是
过滤
过滤
(填分离操作的名称).
②另一位同学用图中戊装置(其它装置未画出)进行实验.
(Ⅰ)实验时,须先从
a
a
管通入
氨气
氨气
气体;
(Ⅱ)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是
增大气体与溶液接触面积,提高CO2吸收率
增大气体与溶液接触面积,提高CO2吸收率

(3)请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法:
用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应.(或往烧碱溶液中通入过量CO2;往饱和Na2CO3 溶液中通入过量CO2 等.其他合理方法均可)
用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应.(或往烧碱溶液中通入过量CO2;往饱和Na2CO3 溶液中通入过量CO2 等.其他合理方法均可)

(4)“纯碱中常常会混有少量氯化钠.”某研究性学习小组以一包纯碱(只考虑含氯化钠)为研究对象,探究纯碱样品中碳酸钠的含量.
【实验设计】
甲方案
Ⅰ.设计思路:根据样品与氯化钙溶液反应生成沉淀碳酸钙的质量,求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数.
Ⅱ.操作步骤:称取13.25g纯碱样品,加入过量的氯化钙溶液,充分搅拌.过滤、洗涤、干燥,得到的白色沉淀10.00g.
Ⅲ.数据处理:请根据上述实验数据,计算该样品中碳酸钠的质量分数.
计算过程:
解:设纯碱样品中含Na2CO3的质量为x
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
106 100
x 10.00g
106
100
=
x
10.00g

x=10.6g
纯碱样品中Na2CO3的质量分数为
10.6g
13.25g
×100%=80%
解:设纯碱样品中含Na2CO3的质量为x
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
106 100
x 10.00g
106
100
=
x
10.00g

x=10.6g
纯碱样品中Na2CO3的质量分数为
10.6g
13.25g
×100%=80%


乙方案
I.设计思路:根据样品(质量为a g)与稀硫酸完全反应生成二氧化碳的质量(质量为b g),求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数.
II.实验结论:
(1)当a、b的质量关系满足
a
b
=
53
22
(或22a=53b;或a=
53
22
b等)
a
b
=
53
22
(或22a=53b;或a=
53
22
b等)
(填写含a、b字母的表达式,下同)时,纯碱样品中只含有碳酸钠,样品中碳酸钠的质量分数是100%.
(2)当a、b的质量关系满足
a
b
53
22
a
b
53
22
时,纯碱样品室有碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物,样品中碳酸钠的质量分数是
53b
22a
×100%
53b
22a
×100%

【实验评价】
误差分析:
(一)甲方案中,白色沉淀的质量在过滤、干燥等操作过程中会有所损耗,造成计算结果与实际值相比偏小.如果将氯化钙溶液换成氯化钡溶液,则可以使误差减小,理由是
BaCl2比CaCl2的相对分子质量大,产生的沉淀质量大,称量误差小
BaCl2比CaCl2的相对分子质量大,产生的沉淀质量大,称量误差小

(二)乙方案中,有部分生成的二氧化碳气体因溶解于水而没有全部逸出,造成计算结果与实际值相比
偏小
偏小
(填“偏大”、“偏小”、或“不变”).
下列是初三某合作学习小组实验室制取二氧化碳气体
的研究过程,请你参与其中.
(一)在实验制取过程中,请回答下列问题:
(1)如图中烧瓶内放的药品是大理石或
石灰石
石灰石
(填名称);
(2)实验室制取二氧化碳的符号表达式为是
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2

(3)小兵同学在用此装置制取并验证二氧化碳的性质时,在烧瓶内装入固体药品,在分液漏斗内加入稀盐酸,打开分液漏斗的活塞,发现分液漏斗内液体不能滴下,可能的原因是
分液漏斗塞子未打开
分液漏斗塞子未打开

(4)小兵同学用排水法收集与排空气法收集CO2的进行比较(分别用体积相同的2个集气瓶收集),请帮他完成下表.
比较项目 排水法 向上排空气法
收集方法可行性分析 CO2气体生成和从水面逸出的速率远大于其溶解和与水反应的速率 CO2密度比空气大,
不与空气发生反应
不与空气发生反应
收集过程分析 集满现象:
集气瓶口有气泡冒出
集气瓶口有气泡冒出
“验满”分析:因气体无色,故集满与否较难确定.即便用燃着木条移近容器口火焰熄灭,也难以证明空气完全排尽.
向收集到的CO2集气瓶内倒入等体积适量澄清石灰水,并振荡 先浑浊后变澄清所需时间较短. 先浑浊后变澄清所需时间较长.
由上述实验可得结论
二氧化碳可用排水法或向上排空气法收集;
二氧化碳可用排水法或向上排空气法收集;
;②
用排水法收集到的二氧化碳比较纯净
用排水法收集到的二氧化碳比较纯净
(二)实验室制取二氧化碳通常不选用大理石与稀硫酸反应,其原因是反应生成的硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面,阻碍了大理石与稀硫酸的接触,反应速率逐渐减慢甚至停止.为此,该小组设立研究课题:选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳.
【实验一】选择合适浓度的硫酸
操作:在28℃时,用装有5mL硫酸溶液的注射器向盛有1g直径为2mm大理石的大试管中注入硫酸,记录15分钟内生成气体的体积,见下表:
试管编号 1 2 3 4 5
硫酸浓度(%) 15 20 25 30 35
气体体积(mL) 35 47 55 51 42
【实验二】选择合适的反应温度
操作:往盛有1g直径为2mm大理石的大试管中分别加入5mL相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液,观察反应的情况,记录如下表:
试管编号 A B C D E
温度(℃) 40 50 60 70 80
现象和
比较
有少量气泡 气泡比A号试管多 气泡明显比B号试管多 大量气泡产生,与常温用盐酸反应相似 反应激烈,迅速产生大量气体
请根据本次活动的研究目的,分析处理以上两个表中数据,得出结论:
(1)稀硫酸与大理石反应,在28℃时,选用硫酸的浓度最合适为
25
25
%.
(2)在合适的硫酸浓度下,应选择最合适的反应温度为
70
70
℃.
(3)除选用适当的温度和合适浓度的硫酸之外,在反应过程中,为防止硫酸钙覆盖在大理石上,应增加
振荡试管
振荡试管
操作,更有利于气体的制备.
(4)你认为该研究小组还可以研究
大理石颗粒大小
大理石颗粒大小
对该反应速率的影响.
(5)计算:①碳酸钙中各元素的质量比
C:O:Ca=12:48:40
C:O:Ca=12:48:40
.②实验室现需要含碳酸钙80%以上的石灰石制取二氧化碳,现有一石灰石样品,测定其钙元素的含量为36%,请计算是否符合要求.(写出计算过程)

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