Question

8．某化学学习小组用足量的稀盐酸对15g石灰石样品（杂质不溶于水且不与酸反应）进行科学探究．实验装置如下：

有关数据如下：
当A装置中无气体产生时测得B装置的质量增加了4.7g；C装置的质量没发生变化且无明显现象．请你回答：
（1）石灰石样品中碳酸钙的质量为多少？
（2）15g样品最多能生成二氧化碳气体的质量为多少？
（3）实验中所用盐酸的质量分数是？
（4）当盐酸与石灰石恰好完全反应时，所得溶液的质量分数？

Answer 1

分析 （1）通过观察A中剩余固体质量和加入盐酸的关系可知，当加入盐酸的质量大于m2g时，剩余固体的质量不在减少，由题意可知剩余固体是杂质，杂质的质量是5g，则可知石灰石样品中碳酸钙的质量；
（2）根据碳酸钙的质量，根据碳酸钙和盐酸反应的方程式所表示的质量关系，就可以求出15g样品最多能生成二氧化碳气体的质量，还可以求出参加反应的稀盐酸中溶质的质量；
（3）根据质量守恒定律，由反应后溶液的质量、参加反应的碳酸钙的质量和生成的二氧化碳的质量，可以求出参加反应的盐酸溶液的质量，在根据溶质的质量分数的计算公式就可以求出用稀盐酸的溶质质量分数；
（4）根据化学方程式计算生成氯化钙的质量，然后计算所得溶液的质量分数．

解答 解：（1）由A中剩余固体质量和加入盐酸的关系可知，杂质的质量是5g，石灰石样品中碳酸钙的质量是：15g-5g=10g；
（2）当15g样品中的碳酸钙完全与盐酸反应时生成的二氧化碳最多，
设生成二氧化碳的质量为x，参加反应的盐酸中溶质的质量为y，生成氯化钙的质量为z
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73     111      44
10g    y     z        x 
$\frac{100}{10g}$=$\frac{73}{y}$=$\frac{44}{x}$$\frac{111}{z}$
x=4.4g 
y=7.3g
z=11.1g
（3）根据题意，A中余下的质量110.3克应该是盐酸的质量加上石灰石样品的质量减去A中挥发走的水和二氧化碳的质量，即B增重的质量4.7克，所以列式为：m₂+15g-4.7g=110.3g，m₂=100g．
所用稀盐酸的溶质质量分数是$\frac{7.3g}{100g}$×100%=7.3%；
（4）所得溶液的质量分数为：$\frac{11.1g}{10g+100g-4.4g}$×100%=10.5%．
故答案为：（1）10g；
（2）4.4g；
（3）7.3%；
（4）10.5%．

点评 本题主要考查了有关溶质质量分数与化学方程式的综合计算，计算的难点是反应前后有关溶液质量的分析判定，判定的依据就是质量守恒定律．