题目内容
16．
某化学小组为测定一瓶失去标签的盐酸的溶质质量分数，分成甲、乙两组，分别用不同的方法进行测定．实验设计：
甲组：取纯净碳酸钙粉末5g于烧杯中，加入20g该盐酸溶液，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量得剩余固体3g．
乙组：取纯净碳酸钙粉末5g于锥形瓶中，将20g该盐酸溶液加入分液漏斗，利用测定产生二氧化碳的体积（20℃、标准大气压）计算盐酸浓度．装置示意图如图：
数据处理：
（1）请利用甲组数据计算该盐酸的溶质质量分数．（写出计算过程）
（2）乙组计算结果略小于甲组．经过多次实验仍得到相同结果（忽略量筒引起的误差），可能的原因是
③④（填数字序号）．
①测量的水的体积大于生成气体的体积
②B、C之间的导管内实验前有水，实验后无水
③内外气压相同时，二氧化碳无法将相应体积的水压入量筒
④二氧化碳可能溶解在A中反应后的溶液中．
分析 （1）甲组实验的原理是碳酸钙和盐酸反应，通过固体碳酸钙求算盐酸的质量分数．
（2）乙组是碳酸钙和盐酸反应，生成气体，利用气体的质量求算稀盐酸的质量分数，这里体积的测量很容易受到温度、溶解度等诸多因素影响，根据现有的图，很明显在滴加盐酸时，盐酸的进入即使不反应，也会导致B中的水进入C，这个是使计算结果偏高．而题目要求研究结果偏低，显然是没打算让考虑盐酸体积的影响，所以思考时要紧扣题目要求进行．
解答 解：
（1）由于碳酸钙反应掉了5g-3g=2g
设稀盐酸的质量分数为x
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 73
2g 20gx
$\frac{100}{73}$=$\frac{2g}{20gx}$
x=7.3%
答：该盐酸的溶质质量分数7.3%．
（2）乙组的原理是用二氧化碳的质量求算盐酸的质量分数，先假设二氧化碳的质量为m，求算稀盐酸的质量分数x．假设盐酸溶液的质量为n．
设稀盐酸的质量分数为x
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
73 44
nx m
$\frac{73}{44}$=$\frac{nx}{m}$
x=$\frac{73m}{44n}$ 可以看出m的质量偏小时，会导致盐酸的质量分数偏小．
①测量的水的体积大于生成气体的体积，则会导致盐酸的质量分数偏大．
②B、C之间的导管内实验前有水，实验后无水，导管内的水被当成了二氧化碳挤出来的水，也就导致二氧化碳的质量偏大，也就导致盐酸的质量分数偏大．
③内外气压相同时，二氧化碳无法将相应体积的水压入量筒，压出的水偏少，则对应的二氧化碳偏小（二氧化碳的质量取决于右侧的被挤出的水，而不是决定所谓生成了多少二氧化碳，也就是水的体积对应二氧化碳的质量），则稀盐酸的质量分数偏小．
④二氧化碳可能溶解在A中反应后的溶液中．部分二氧化碳被A装置吸收，则进入B的气体偏少，则对应的水也就偏小，最终的盐酸的质量分数偏小．
故选：③④．
点评 误差分析要从实验设计的原理进行分析，从原理的角度分析各种可能的影响要素．
化学老师在和同学们探究二氧化锰的催化作用时，对教材实验进行了创新设计：
室温下，将甲、乙、丙三种固体分别溶于两支试管和一个烧杯的水中，现象如图1所示，甲、丙固体有剩余，乙固体全部溶解．升温到80℃时，发现甲固体全部溶解，乙固体析出，丙固体没有明显变化．
| A． | 不能用铁器盛放硫酸铜溶液的原因：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu 置换反应 | |
| B． | 铝耐腐蚀的原因：4Al+3O2═Al2O3 氧化反应 | |
| C． | 工业上以赤铁矿为原料冶炼生铁：2Fe2O3+3C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO2↑ 还原反应 | |
| D． | 电解水产生氢气和氧气：2H2O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2↑+O2↑ 分解反应 |