Question

15．为测定某市售CaCO₃药品中CaCO₃的质量分数（杂质为SiO₂，与稀HCl不反应），某同学的方法是：将样品与稀盐酸反应，测定反应后生成的CO₂质量，再根据CO₂的质量求出样品中CaCO₃的质量，从而计算出样品中CaCO₃的质量分数．为测定生成CO₂的质量，他设计了如图的实验方案（已知；无水氯化钙是常见的干燥剂）：
（1）按图组装好装置．检查装置气密性后．在分液漏斗中加入过量稀HCl，并在干燥管中加人适量无水氯化钙固体，称得装置和药品的总质量为564.57g；
（2）在广口瓶中加入CaCO₃样品，称得装置和药品的总质最为574.57g；
（3）旋紧橡皮塞，打开分液漏斗旋塞，向广口瓶中滴加稀HCl，使样品与稀HCl完全反应；
（4）反应结束后，称得装置及装置内所有物质的总质量为570.57g．请根据上述实验回答下列问题：
①该方案测得样品中CaCO₃的质量分数是多少？（3分，写出解题过程，计算结果精确
到0.1%）
②该实验中用稀HCl与CaCO₃样品反应，而不用浓HCl与CaCO₃样品反应，其原因是浓盐酸具有挥发性，会导致测量误差．实验中无水氯化钙的作用是吸收二氧化碳气体中的水蒸气，若实验中不用无水氯化钙，则测得样品中CaCO₃的质量分数与上述实验计算结果相比偏大（选填“偏小”或“不变”或“偏大”）．

Answer 1

分析 碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应前后的质量差即为反应生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳质量可以计算碳酸钙的质量，进一步可以计算该方案测得样品中CaCO₃的质量分数．

解答 解：①设碳酸钙质量为x，
样品质量为：574.57g-564.57g=10g，
反应生成二氧化碳质量为：574.57g-570.57g=4g，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
100                                     44
x                                         4g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{4g}$，
x=9.09g，
该方案测得样品中CaCO₃的质量分数是：$\frac{9.09g}{10g}$×100%=90.9%，
答：该方案测得样品中CaCO₃的质量分数是90.9%．
②该实验中用稀HCl与CaCO₃样品反应，而不用浓HCl与CaCO₃样品反应，其原因是浓盐酸具有挥发性，会导致测量误差；
实验中无水氯化钙的作用是吸收二氧化碳气体中的水蒸气；
若实验中不用无水氯化钙，则测得的二氧化碳质量偏大，从而导致样品中CaCO₃的质量分数与上述实验计算结果相比偏大．
故填：浓盐酸具有挥发性，会导致测量误差；吸收二氧化碳气体中的水蒸气；偏大．

点评 差量法在计算中的应用很广泛，解答的关键是要分析出物质的质量差与要求的未知数之间的关系，再根据具体的数据求解．