Question

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）小敏的方法可用如下流程表示，测得的碳酸钙质量分数为_____________；他在过滤操作中，需要用到的玻璃仪器有_______________（选填序号）。

A.酒精灯、漏斗、玻璃棒    B.漏斗、玻璃棒、烧杯   C.酒精灯、试管、玻璃棒

（2）小华取10克样品，用如图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，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________________________________________________________。

（3）小军用如图乙的实验装置进行实验，将20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的溶质质量分数。

Answer 1

答案：（1）79%   B

     （2）B中吸收了二氧化碳带出的水蒸气或HCl气体

     （3）生成CO₂的m=ρV=1.8克/升×0.244升≈0.44克

设参加反应的碳酸钙的质量为x，则

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O

 100                44

  x                0.44克

1000:44=x:0.44克

x=1克

CaCO₃%=1克/1.25克=80%

（4）设参加反应的稀盐酸的质量分数为y，则

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O

 100     73     

 5克    50克y

100:73=5克:50克y

y=7.3%     

解析：（1）根据题干中“杂质既不与酸反应，也不溶于水”及流程中样品质量（10克）和最后剩余残渣质量（2.1克）可知，10克样品中含有CaCO₃的质量为7.9克，及碳酸钙的质量分数为79%。过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，选B。

（2）假设10克样品中只含有CaCO₃一种成分，则最多可产生CO₂的质量为4.4克，实验测得装置增重4.6克，显然增重的质量不全是CO₂，分析装置及药品可知，石灰石与稀盐酸反应产生CO₂的同时，部分HCl会挥发逸出，同时制得的CO₂中还会含有少量的水蒸气，无论HCl还是水蒸气，都能被碱石灰干燥剂吸收，因此会造成实验结果与实际严重不符的情况。

（3）解本题需用到如下计算：密度计算、化学方程式计算及质量分数计算。据图可知产生CO₂的体积，结合其密度可求出产生CO₂的质量，再将CO₂质量带入化学方程式进行计算，可求出样品中碳酸钙的质量，将求出的碳酸钙质量与样品质量相除即可得出碳酸钙的质量分数。

（4）要求所用稀盐酸的质量分数，需用到（1）题小敏第一次加入稀盐酸的实验数据，即50克稀盐酸恰好与5克碳酸钙反应。据此根据化学方程式可求出50克稀盐酸中溶质的质量，继而根据溶质质量分数计算公式求出答案。