Question

某化學(xué)學(xué)習(xí)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(yīng)，不考慮稀鹽酸的揮發(fā)）進行科學(xué)探究．實驗裝置如下：

有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

當(dāng)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

 

g．
（2）15g樣品最多能生成二氧化碳氣體的質(zhì)量為

 

g．
（3）所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是多少？寫出計算過程．

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(guān)系可知，當(dāng)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）由碳酸鈣的質(zhì)量，根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)的方程式所表示的質(zhì)量關(guān)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(yīng)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(yīng)后溶液的質(zhì)量、參加反應(yīng)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(yīng)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)．

解答：解：（1）由A中剩余固體質(zhì)量和加入鹽酸的關(guān)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(dāng)15g樣品中的碳酸鈣完全與鹽酸反應(yīng)時生成的二氧化碳最多，
設(shè)生成二氧化碳的質(zhì)量為x，參加反應(yīng)的鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73             44
10g    y              x 

100

44

=

10g

x

   x=4.4g 

100

73

=

10g

y

   y=7.3g
（3）根據(jù)題意，A中余下的質(zhì)量110.3克應(yīng)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

7.3g

100g

×100%=7.3%．
答：（1）石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為10 g；（2）15g樣品最多能生成二氧化碳氣體的質(zhì)量為 4.4g；（3）所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是7.3%．

點評：本題主要考查了有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)與化學(xué)方程式的綜合計算，計算的難點是反應(yīng)前后有關(guān)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．