Question

8．某化學學習小組用足量的稀鹽酸對15g石灰石樣品（雜質(zhì)不溶于水且不與酸反應）進行科學探究．實驗裝置如下：

有關數(shù)據(jù)如下：
當A裝置中無氣體產(chǎn)生時測得B裝置的質(zhì)量增加了4.7g；C裝置的質(zhì)量沒發(fā)生變化且無明顯現(xiàn)象．請你回答：
（1）石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為多少？
（2）15g樣品最多能生成二氧化碳氣體的質(zhì)量為多少？
（3）實驗中所用鹽酸的質(zhì)量分數(shù)是？
（4）當鹽酸與石灰石恰好完全反應時，所得溶液的質(zhì)量分數(shù)？

Answer 1

分析 （1）通過觀察A中剩余固體質(zhì)量和加入鹽酸的關系可知，當加入鹽酸的質(zhì)量大于m2g時，剩余固體的質(zhì)量不在減少，由題意可知剩余固體是雜質(zhì)，雜質(zhì)的質(zhì)量是5g，則可知石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量；
（2）根據(jù)碳酸鈣的質(zhì)量，根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應的方程式所表示的質(zhì)量關系，就可以求出15g樣品最多能生成二氧化碳氣體的質(zhì)量，還可以求出參加反應的稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，由反應后溶液的質(zhì)量、參加反應的碳酸鈣的質(zhì)量和生成的二氧化碳的質(zhì)量，可以求出參加反應的鹽酸溶液的質(zhì)量，在根據(jù)溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的計算公式就可以求出用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)；
（4）根據(jù)化學方程式計算生成氯化鈣的質(zhì)量，然后計算所得溶液的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）由A中剩余固體質(zhì)量和加入鹽酸的關系可知，雜質(zhì)的質(zhì)量是5g，石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量是：15g-5g=10g；
（2）當15g樣品中的碳酸鈣完全與鹽酸反應時生成的二氧化碳最多，
設生成二氧化碳的質(zhì)量為x，參加反應的鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為y，生成氯化鈣的質(zhì)量為z
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73     111      44
10g    y     z        x 
$\frac{100}{10g}$=$\frac{73}{y}$=$\frac{44}{x}$$\frac{111}{z}$
x=4.4g 
y=7.3g
z=11.1g
（3）根據(jù)題意，A中余下的質(zhì)量110.3克應該是鹽酸的質(zhì)量加上石灰石樣品的質(zhì)量減去A中揮發(fā)走的水和二氧化碳的質(zhì)量，即B增重的質(zhì)量4.7克，所以列式為：m₂+15g-4.7g=110.3g，m₂=100g．
所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是$\frac{7.3g}{100g}$×100%=7.3%；
（4）所得溶液的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{11.1g}{10g+100g-4.4g}$×100%=10.5%．
故答案為：（1）10g；
（2）4.4g；
（3）7.3%；
（4）10.5%．

點評 本題主要考查了有關溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)與化學方程式的綜合計算，計算的難點是反應前后有關溶液質(zhì)量的分析判定，判定的依據(jù)就是質(zhì)量守恒定律．