Question

6．石灰石樣品中的雜質不溶于水也不與酸反應，某實驗小組為探究固體混合物中碳酸鈣的質量分數(shù)，設計并完成了以下實驗：
①取質量為mg的三個燒杯，各盛放質量分數(shù)相同的稀鹽酸25g；
②向三個燒杯中分別放入質量不同的混合物樣品；
③充分反應后再分別稱量燒杯及剩余物的質量．
實驗數(shù)據記錄如表：

稱量項目	實驗1	實驗2	實驗3
稀鹽酸和燒杯的質量/g	25+m	25+m	25+m
加入的固體混合物的質量/g	3.2	6.6	7.6
反應后燒杯內物質和燒杯質量/g	27.1+m	29.4+m	30.4+m

根據表格數(shù)據，回答下列問題：
（1）實驗1產生的氣體的質量是1.1g，據此計算固體混合物中碳酸鈣的質量分數(shù)是多少？
（寫出計算過程，計算結果精確到0.1%）
（2）實驗后，該小組同學組織討論，進行評估反思，又提出一些新的測定混合物中碳酸鈣質量分數(shù)的方法．請你也開動腦筋，提出一個可行的方法：用高溫煅燒的方法，根據反應前后固體質量差即為二氧化碳的質量，計算混合物中碳酸鈣的質量分數(shù)
（3）三位同學分別把反應后的溶液過濾（操作中的損失可忽略不計），同學（選填實驗1、實驗2、實驗3）所得的溶液是只含有一種溶質的溶液；所得不飽和溶液中溶質的質量分數(shù)為18.9%（計算結果精確到0.1%）

Answer 1

分析 比較實驗2和實驗3可以知道加入固體樣品實驗3比實驗2多1g，而剩余的固體的質量也是1g，所以可以判斷實驗2中的鹽酸完全反應，比較實驗I和實驗Ⅱ可以知道：實驗2加入的固體比實驗1中多加了3.4g固體樣品，而反應后溶液只增加了2.3g，說明實驗1中的3.2g樣品中的碳酸鈣全部發(fā)生了反應，所以綜合以上的分析可以得出實驗I中的固體樣品完全反應，可以據此結合化學方程式來進行求解．

解答 解：（1）根據質量守恒定律，實驗I中產生的氣體質量是（25+m）g+3.2g-（27.1+m）g=1.1g，由題意可知，每消耗3.2g樣品中的碳酸鈣全部發(fā)生了反應，生成氣體1.1g，實驗2、3中產生的氣體質量是2.2g，所以消耗固體混合物的質量是6.4g；
設固體混合物中碳酸鈣的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                     44
x                                         1.1g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{1.1g}$
x=2.5g
固體混合物中碳酸鈣的質量分數(shù)是：$\frac{2.5g}{3.2g}×$100%≈78.1%；
（2）測定混合物質量分數(shù)，可以用高溫煅燒的方法，根據反應前后固體質量差即為二氧化碳的質量，計算混合物中碳酸鈣的質量分數(shù)；
（3）比較實驗2和實驗3可以知道加入固體樣品實驗3比實驗2多1g，而剩余的固體的質量也是1g，所以可以判斷實驗2中的鹽酸完全反應，
實驗2所得的溶液是只含有一種溶質的溶液；所得不飽和溶液中溶質氯化鈣的質量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
                        111               44
                          y               2.2g
$\frac{111}{y}=\frac{44}{2.2g}$
y=5.55g
所得不飽和溶液中溶質的質量分數(shù)為：$\frac{5.55g}{6.4g+25g-2.2g}×$100%≈18.9%
答案：
（1）1.1；  78.1%；
（2）用高溫煅燒的方法，根據反應前后固體質量差即為二氧化碳的質量，計算混合物中碳酸鈣的質量分數(shù)；
（3）實驗2；18.9%

點評 本題難度較大，主要考查了通過表格分析有價值的數(shù)據，然后根據化學方程式進行有關量的計算，培養(yǎng)學生的分析能力和解決問題的能力．