Question

16．三位同学分别用相同质量分数的稀盐酸，测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数（石灰石中的杂质既不与酸反应，也不溶于水）．
（1）小敏的方法可用如图1流程表示，测得的碳酸钙的质量分数为79%．
（2）小华取10克样品，用如图2甲实验装置进行实验，反应结束后，测得B装置质量增加了4.6克，根据上述数据，算得碳酸钙的质量分数，发现与事实严重不符，造成这种情况的可能原因是B中吸收了二氧化碳带出的水蒸气或HCl气体．
（3）小军用如图2乙的实验装置进行实验，将30克稀盐酸加入到1.25克样品中，生成的CO₂体积与反应时间的关系如图2丙．已知本实验条件下CO₂的密度为1.8克/升，求该石灰石样品中CaCO₃的质量分数．
（4）求实验所用的稀盐酸溶质质量分数．

Answer 1

分析 （1）根据盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，第二次加盐酸，滤渣继续减少，说明第一次中盐酸完全反应且碳酸钙有剩余，可知50g盐酸完全消耗5g碳酸钙，而第二次减少的质量为2.9g，说明碳酸钙完全反应，剩余滤渣的质量就是石灰石样品中杂质的质量进行解答；
（2）根据碱石灰能吸收水蒸气和氯化氢气体，B中吸收二氧化碳中带出的水蒸气和氯化氢气体进行解答；
（3）根据二氧化碳体积和密度求出二氧化碳的质量，利用二氧化碳的质量求出碳酸钙的质量，进而求出该石灰石样品中CaCO₃的质量分数即可．
（4）根据碳酸钙与盐酸反应的方程式，由5g碳酸钙的质量求出50g盐酸中溶质的质量，再求出稀盐酸溶质质量分数．

解答 解：（1）盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，第二次加盐酸，滤渣继续减少，说明第一次中盐酸完全反应且碳酸钙有剩余，可知50g盐酸完全消耗5g碳酸钙，而第二次减少的质量为2.9g，说明碳酸钙完全反应，剩余滤渣的质量就是石灰石样品中杂质的质量．
的碳酸钙的质量分数=$\frac{10g-2.1g}{10g}$×100%=79%；
（2）碱石灰能吸收水蒸气和氯化氢气体，B中吸收二氧化碳中带出的水蒸气和氯化氢气体，所以算得碳酸钙的质量分数，发现与事实严重不符；
（3）二氧化碳的质量：1.8g/L×0.244L≈0.44g，
设碳酸钙的质量为x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                  0.44g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{0.44g}$
解得：x=1g
该石灰石样品中CaCO₃的质量分数=$\frac{1g}{1.25g}$×100%=80%
（4）设50g的盐酸中溶质的质量为y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73
5g     y
$\frac{100}{5g}=\frac{73}{y}$
解得：y=3.65g
所用的稀盐酸溶质质量分数是：$\frac{3.65g}{50g}$×100%=7.3%
故答为：（1）79%；
（2）B中吸收了二氧化碳中带出的水蒸气和氯化氢气体；
（3）该石灰石样品中CaCO₃的质量分数为80%；
（4）所用的稀盐酸溶质质量分数是7.3%．

点评 本题考查学生利用化学反应方程式的计算，明确二氧化碳是气体并利用质量守恒来计算二氧化碳的质量是解答的关键．