Question

12．某化学兴趣小组在做完用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的实验后，对反应后的剩余溶液的溶质成分产生了兴趣，他们进行了以下实验探究．
【提出猜想】猜想一：只有CaCl₂；    猜想二：CaCl₂和HCl．
【实验探究】为了验证猜想，该兴趣小组的同学设计了如下实验方案．

方案编号	方案1	方案2
实验操作 （分别取少量实验后的溶液于试管中）	加入少许氧化铁	滴加硝酸银溶液
实验现象	固体逐渐消失，溶液由无色变成黄色	产生白色沉淀．
实验结论	猜想二成立．

【评价反思】（1）方案1发生反应的化学方程式Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
（2）有同学提出方案2是错误的，原因是氯化钙和稀盐酸都能够和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银．
（3）该兴趣小组的小华同学观察到石灰石和稀盐酸反应后容器内有少量固体剩余，得出溶液中肯定没有盐酸的结论，其他同学认为小华的说法不合理，其理由是剩余的少量固体可能是不能和稀盐酸反应的杂质．
【拓展延伸】石灰石的主要成分碳酸钙可用作补钙剂．某补钙药剂说明书的部分信息如图1所示．现将100g盐酸分成5等份，逐次加到用40片该药剂制成的粉末中（其他成分不与盐酸反应），得到部分数据与图象如图2．请根据有关信息回答问题．

	第1次	第3次	第4次
加入盐酸的质量（g）	20	20	20
剩余固体的质量（g）	35	a	20

（1）该品牌补钙药剂中CaCO₃的质量分数是50%，a的数值为25．
（2）求该盐酸中溶质的质量分数为多少？（写出计算过程，计算结果保留一位小数）．

Answer 1

分析 【提出猜想】
碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
【实验探究】
氯化钙不能和氧化铁反应，稀盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水，氯化铁溶液是黄色的；
银离子能和氯离子结合成白色沉淀氯化银；
【评价反思】
石灰石中的碳酸钙能和稀盐酸反应，而杂质不一定能和稀盐酸反应；
【拓展延伸】
根据图中、表中提供的数据、信息和反应的化学方程式可以进行相关方面的计算和判断．

解答 解：【提出猜想】
猜想一：碳酸钙和稀盐酸恰好完全反应时溶质只有CaCl₂； 猜想二：稀盐酸过量时溶质是CaCl₂和HCl．
故填：CaCl₂和HCl．
【评价反思】
（1）方案1中，固体逐渐消失，溶液由无色变成黄色，说明溶液中含有稀盐酸，稀盐酸和氧化铁发生反应的化学方程式为：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
故填：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
（2）有同学提出方案2是错误的，原因是：氯化钙和稀盐酸都能够和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银，因此根据方案2无法确定溶液中是否含有氯化氢．
故填：氯化钙和稀盐酸都能够和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银．
（3）小华的说法之所以不合理，是因为剩余的少量固体可能是不能和稀盐酸反应的杂质．
故填：剩余的少量固体可能是不能和稀盐酸反应的杂质．
【拓展延伸】
（1）设40片该药剂中碳酸钙质量为x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
100                                     44
x                                       8.8g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{8.8g}$，
x=20g，
该品牌补钙药剂中CaCO₃的质量分数是：$\frac{20g}{40g}$×100%=50%；
由第1、3、4次数据可知，每次反应的碳酸钙质量是5g，因此a=25．
故填：50%；25．
（2）设20g稀盐酸中氯化氢质量为y，
由题意可知，20g稀盐酸恰好和5g碳酸钙完全反应，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
100         73
5g           y
$\frac{100}{5g}$=$\frac{73}{y}$，
y=3.65g，
该盐酸中溶质的质量分数为：$\frac{3.65g}{20g}$×100%=18.3%，
答：该盐酸中溶质的质量分数为18.3%．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．