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15.某小组在实验室中用碳酸钙和稀盐酸为原料制取二氧化碳,现将一定质量的碳酸钙与100克稀盐酸混合后经充分反应,到不再产生气体时,共产生二氧化碳11克.问:
(1)参加反应的碳酸钙是多少克?
(2)参加反应的盐酸溶液的质量分数是多少?
(3)如果将题中的稀盐酸换成稀硫酸“能不能”,如果回答“能”或“不能”请说明理由.

分析 (1)生成的二氧化碳的质量代入方程式即可解答;
(2)根据生成二氧化碳的质量求出参加反应的盐酸溶质的质量,再根据溶质质量分数公式计算即可;
(3)硫酸与碳酸钙反应生成微溶性的硫酸钙,覆盖在碳酸钙的表面,使碳酸钙与硫酸不再接触而反应停止.

解答 解:(1)设参加反应的碳酸钙质量是x,参加反应的盐酸溶液的溶质的质量是y
CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O;
100     73        44
x        y        11g
$\frac{100}{x}=\frac{73}{y}=\frac{44}{11g}$
 x=25g             y=18.25g
(2)参加反应的盐酸溶液的质量分数是$\frac{18.25g}{100g}$×100%=18.25%
(3)实验室制备二氧化碳气体应用大理石和盐酸反应,不宜用硫酸,因为硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙是微溶于水的物质,当反应进行到一定程度时,硫酸钙会包住碳酸钙表面,使碳酸钙与硫酸不再接触而反应停止,所以实验室一般用盐酸而不用硫酸与大理石反应制取二氧化碳.
答:
(1)参加反应的碳酸钙质量是25g;
(2)参加反应的盐酸溶液的质量分数是18.25%;
(3)不能;硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙是微溶于水的物质,当反应进行到一定程度时,硫酸钙会包住碳酸钙表面,使碳酸钙与硫酸不再接触而反应停止,所以实验室一般用盐酸而不用硫酸与大理石反应制取二氧化碳.

点评 本题主要考查学生运用化学方程式和质量分数公式进行计算的能力,并明确实验室制取二氧化碳不用稀硫酸的原因.

练习册系列答案
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4.我国著名的闽籍制碱专家侯德榜,在纯碱制造方面做出了重大贡献.用“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有氯化钠等杂质,化学兴趣小组欲对某品牌纯碱样品中碳酸钠的质量分数进行实验探究,在老师的指导下,他们设计了下列两种实验方案进行试验.

资料摘要:
Ⅰ.碳酸钠和氯化钙能发生复分解反应.
Ⅱ.浓硫酸具有很强的吸水性;碱石灰常用于吸收水蒸气和二氧化碳.
[方案一]样品与氯化钙溶液反应,测定Na2CO3的质量分数
(1)样品与氯化钙溶液的反应实验(杂质不与氯化钙溶液反应):
实验操作实验现象实验结论
取一定量纯碱样品配成溶液后,滴加过量的CaCl2溶液.
产生白色沉淀
反应的化学方程式:
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
(2)分析滴加的CaCl2溶液要过量的原因:与碳酸钠充分反应;
(3)将反应后的混合物进行过滤,把获得的沉淀物进行洗涤、干燥、称量.利用沉淀物质量计算Na2CO3的质量分数为91%.如果不洗涤沉淀物会造成测定结果大于91%,这是因为不洗涤碳酸钙表面可能会附着一层可溶性物质使沉淀物质量增加,所以使得计算出的碳酸钠的质量增大.
[方案二]样品与稀盐酸反应,测定Na2CO3的质量分数
利用如图所示实验装置(铁架台略去)和试剂,通过测定样品和稀盐酸反应产生的CO2气体的质量,计算Na2CO3的质量分数(装置气密性良好,忽略盐酸的挥发性且每步反应或作用都是完全的).
(4)打开止水夹K,先对装置A和B(已连接)通入已除去CO2的空气一会儿,以排尽装置A和B中含有的二氧化碳,再接上装置C和D.
(5)关闭止水夹K,加入足量的稀盐酸(杂质不与盐酸反应),装置A中样品产生气体的化学方程式为Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑.
(6)待装置A中的反应结束后,再一次打开止水夹K,继续往装置通入已除去CO2的空气一会儿.根据质量守恒 定律,装置C(填标号)在反应前后的质量差就是产生CO2的质量,由此计算出该样品中Na2CO3的质量分数.若没有装置D,将会使测定结果偏大(选填“偏大”或“偏小”).

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