Question

某化學興趣小組向15g石灰石樣品（雜質不溶于水且不與酸反應）中逐漸加入足量的稀鹽酸反應，進行實驗探究．實驗裝置如下：

（提示：堿石灰的成分為氧化鈣和氫氧化鈉，可吸收二氧化碳和水蒸汽以及HCl氣體）當A裝置中無氣體產生時，測得B裝置的質量增加了4.7g，C裝置的質量沒發生變化且無明顯現象．請回答：
（1）石灰石樣品中碳酸鈣的質量為

10

g．
（2）當A裝置中無氣體產生時，消耗掉稀鹽酸

100

g．
（3）15g樣品最多能產生二氧化碳氣體的質量多少克？（寫出計算過程）
（4）求所用稀鹽酸的溶質質量分數．（寫出計算過程）

Answer 1

分析：（1）通過觀察A中剩余固體質量和加入鹽酸的關系可知，當加入鹽酸的質量過量時，剩余固體的質量不在減少，由題意可知剩余固體是雜質，雜質的質量是5g，則可知石灰石樣品中碳酸鈣的質量；
（2）由碳酸鈣的質量，根據碳酸鈣和鹽酸反應的方程式所表示的質量關系，就可以求出15g樣品最多能生成二氧化碳氣體的質量，還可以求出參加反應的稀鹽酸中溶質的質量，由質量守恒定律可知消耗掉稀鹽酸的質量=反應完畢A裝置中物質的總質量+二氧化碳的質量-石灰石樣品的質量進行解答；
（3）由碳酸鈣的質量，根據碳酸鈣和鹽酸反應的方程式所表示的質量關系，就可以求出15g樣品最多能生成二氧化碳氣體的質量進行解答；
（3）根據質量守恒定律，由反應后溶液的質量、參加反應的碳酸鈣的質量和生成的二氧化碳的質量，可以求出參加反應的鹽酸溶液的質量，在根據溶質的質量分數的計算公式就可以求出用稀鹽酸的溶質質量分數．

解答：解：（1）由A中剩余固體質量和加入鹽酸的關系可知，雜質的質量是5g，石灰石樣品中碳酸鈣的質量是15g-5g=10g；故填：10；
（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量為x，參加反應的鹽酸中溶質的質量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73             44
10g    y              x 

100

10g

=

44

x

 x=4.4g  

100

10g

=

73

y

y=7.3g
根據題意，A中余下的質量110.3克應該是鹽酸的質量加上石灰石樣品的質量減去A中揮發走的水和二氧化碳的質量，即B增重的質量4.7克，所以列式為：m₂+15g-4.7g=110.3g，m₂=100g．
（4）所用稀鹽酸的溶質質量分數是

7.3g

100g

×100%=7.3%；
答：（2）當A裝置中無氣體產生時，消耗掉稀鹽酸100g；（3）15g樣品最多能生成二氧化碳氣體的質量為 4.4g；（4）所用稀鹽酸的溶質質量分數是7.3%．

點評：本題主要考查了有關溶質質量分數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量的分析判定，判定的依據就是質量守恒定律．