题目内容

6.石灰石样品中的杂质不溶于水也不与酸反应,某实验小组为探究固体混合物中碳酸钙的质量分数,设计并完成了以下实验:
①取质量为mg的三个烧杯,各盛放质量分数相同的稀盐酸25g;
②向三个烧杯中分别放入质量不同的混合物样品;
③充分反应后再分别称量烧杯及剩余物的质量.
实验数据记录如表:
称量项目实验1实验2实验3
稀盐酸和烧杯的质量/g25+m25+m25+m
加入的固体混合物的质量/g3.26.67.6
反应后烧杯内物质和烧杯质量/g27.1+m29.4+m30.4+m
根据表格数据,回答下列问题:
(1)实验1产生的气体的质量是1.1g,据此计算固体混合物中碳酸钙的质量分数是多少?
(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)
(2)实验后,该小组同学组织讨论,进行评估反思,又提出一些新的测定混合物中碳酸钙质量分数的方法.请你也开动脑筋,提出一个可行的方法:用高温煅烧的方法,根据反应前后固体质量差即为二氧化碳的质量,计算混合物中碳酸钙的质量分数
(3)三位同学分别把反应后的溶液过滤(操作中的损失可忽略不计),同学(选填实验1、实验2、实验3)所得的溶液是只含有一种溶质的溶液;所得不饱和溶液中溶质的质量分数为18.9%(计算结果精确到0.1%)

分析 比较实验2和实验3可以知道加入固体样品实验3比实验2多1g,而剩余的固体的质量也是1g,所以可以判断实验2中的盐酸完全反应,比较实验I和实验Ⅱ可以知道:实验2加入的固体比实验1中多加了3.4g固体样品,而反应后溶液只增加了2.3g,说明实验1中的3.2g样品中的碳酸钙全部发生了反应,所以综合以上的分析可以得出实验I中的固体样品完全反应,可以据此结合化学方程式来进行求解.

解答 解:(1)根据质量守恒定律,实验I中产生的气体质量是(25+m)g+3.2g-(27.1+m)g=1.1g,由题意可知,每消耗3.2g样品中的碳酸钙全部发生了反应,生成气体1.1g,实验2、3中产生的气体质量是2.2g,所以消耗固体混合物的质量是6.4g;
设固体混合物中碳酸钙的质量为x
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100                                     44
x                                         1.1g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{1.1g}$
x=2.5g
固体混合物中碳酸钙的质量分数是:$\frac{2.5g}{3.2g}×$100%≈78.1%;
(2)测定混合物质量分数,可以用高温煅烧的方法,根据反应前后固体质量差即为二氧化碳的质量,计算混合物中碳酸钙的质量分数;
(3)比较实验2和实验3可以知道加入固体样品实验3比实验2多1g,而剩余的固体的质量也是1g,所以可以判断实验2中的盐酸完全反应,
实验2所得的溶液是只含有一种溶质的溶液;所得不饱和溶液中溶质氯化钙的质量为y
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
                        111               44
                          y               2.2g
$\frac{111}{y}=\frac{44}{2.2g}$
y=5.55g
所得不饱和溶液中溶质的质量分数为:$\frac{5.55g}{6.4g+25g-2.2g}×$100%≈18.9%
答案:
(1)1.1;  78.1%;
(2)用高温煅烧的方法,根据反应前后固体质量差即为二氧化碳的质量,计算混合物中碳酸钙的质量分数;
(3)实验2;18.9%

点评 本题难度较大,主要考查了通过表格分析有价值的数据,然后根据化学方程式进行有关量的计算,培养学生的分析能力和解决问题的能力.

练习册系列答案
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1.“迎世博,创建国家环保模范城市”公益活动在上海成功举行,活动强调:各种公害和环境污染日趋严重,特别是“白色污染”已成为环保头号大敌.随着“限塑令”的执行,各大超市已经停止了免费塑料袋的供应,日后环保袋将成为市民购物时的首选.某化学研究小组的同学欲对某种塑料(聚乙烯或聚氯乙烯中的一种)的组成进行分析探究.他们设计了如图所示的实验装置,使该塑料试样在纯氧中燃烧,观察实验现象,分析有关数据,推算元素含量.

(1)取样燃烧,没有闻到刺激性气味,由此可以初步判断该塑料是聚乙烯;
(2)另取塑料试样1.4g放入仪器C中,打开分液漏斗活塞,仪器A中所发生的反应化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑;
(3)点燃酒精灯,让塑料试样充分燃烧后,继续通一会儿氧气,发现仪器D增重1.8g,仪器E增重4.4g;
①试样充分燃烧后,继续通一会儿氧气的目的是使燃烧产生的CO2和H2O全部进入D、E装置,从而被完全吸收(或防止装置中的液体倒流);
②若装置中没有连接仪器B,将使该塑料试样中氢元素的质量测算结果偏大(选填“偏小”、“偏大”、“无影响”中之一);
③若实验过程中,F装置内出现浑浊,则该塑料试样中对碳元素的质量测算结果会偏小(选填“偏小”、“偏大”、“无影响”中之一);
(4)该塑料试样中氢、碳元素的质量比为1:6.

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