Question

学校化学小组的同学用稀盐酸与石灰石（杂质不溶于水，也不与酸反应）反应制取40%的CaCl₂溶液用于融雪．取105.4g稀盐酸，加入20g（足量）石灰石．反应过程如下：

反应时间（s）	t0	t1	t2	t3	t4	t5
烧杯内物质质量（g）	125.4	123.4	121.9	121.4	121	121

（1）反应共产生了CO₂

4.4

g．t₃时溶液中的溶质是

CaCl₂和HCl

．
（2）求t₄时溶液的溶质质量分数．
（3）将t₅时烧杯内物质过滤后，蒸发

83.3

g水，即可得到40%的CaCl₂溶液．
（4）请在座标图中画出生成气体的质量（m）g随时间（t）变化的曲线．

Answer 1

分析：（1）依据图标提供的数据可知烧杯中的盐酸完全反应时烧杯内物质质量是121g，所以t₃时溶液中的盐酸有剩余；所以可依据t₀～t₄质量变化求出生成二氧化碳的质量；
（2）t₄时依据二氧化碳的质量可以求出生成的氯化钙的质量和反应的碳酸钙的质量，进而可求此时的溶质质量分数；
（3）依据浓缩时溶质的质量不变，据此可求蒸发的水的质量；
（4）依据图表中的数据可分别求出不同温度下的生成二氧化碳的质量，依据描点法可以绘制出相应的曲线；

解答：解：（1）依据图表数据可知当烧杯内物质质量是121g时（g）二氧化碳不会再生成，此时生成二氧化碳的质量=125.4g-121g=4.4g；所以t₃时溶液中的盐酸有剩余，因此溶液中含有反应生成的氯化钙和氯化氢；                                   
（2）设参加反应的CaCO₃质量为x，生成CaCl₂质量为y．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑                        
100          111      44
x             y       4.4g

100

x

=

111

y

=

44

4.4g

x=10g       y=11.1g                                      
t₄时溶液的溶质质量分数：

11.1g

105.4g+10g-4.4g

×100%=10%
（3）设蒸发掉质量是x的水后可得到40%的CaCl₂溶液；
有以上分析可知t₅时溶液的质量=105.4g+10g-4.4g=111g
（111g-x）×40%=111g×10%
x=83.3g                                                       
（4）采用描点法绘制即可  t₀时生成的二氧化碳的质量为0；t₁时生成的二氧化碳的质量为125.4g-123.4g=2g；t₂时生成的二氧化碳的质量为125.4g-121.9=3.5g；t₃时生成的二氧化碳的质量为125.4g-121.4=4g；t₄时生成的二氧化碳的质量为125.4g-121=4.4g；t₅时生成的二氧化碳的质量为125.4g-121=4.4g；               

故答案为：（1）4.4；CaCl₂和HCl；（2）答：t₄时溶液的溶质质量分数10%；（3）83.3；（4）如图

点评：此题难度较大，解题的关键和突破口是依据质量守恒定律求出二氧化碳，据此分析解答相关问题即可，特别要注意的是求t₄时溶液的溶质质量分数时溶液的质量不能使用121g，因为该质量中含有未反应的碳酸钙；