Question

實驗室用濃鹽酸（溶質質量分數為37%，密度為1.18g?mL^-1）配制110g溶質質量分數為7.3%的稀鹽酸．
（1）寫出配制的過程．
①

 

；
②

 

；
③

 

．
（2）取上述配制的稀鹽酸20g和某石灰石樣品2g反應來測定石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數．操作如下：把20g稀鹽酸分4次加入樣品中（樣品中除碳酸鈣外，其余成分既不與鹽酸反應，也不溶解于水），充分反應后經過濾、干燥等操作，最后稱量，得實驗數據如下：

稀鹽酸的用量	剩余固體的質量
第一次加入5g	1.5g
第二次加入5g	1.0g
第三次加入5g	0.5g
第四次加入5g	0.3g

①從以上數據可知，這四次實驗中，第

 

次加入的鹽酸是過量的．
②石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為

 

．
③整個實驗過程中共產生多少克二氧化碳氣體？（寫出計算過程）

Answer 1

分析：（1）配制溶質質量分數一定的鹽酸溶液的基本步驟：
①計算，根據稀釋前后溶質的量不變計算濃鹽酸的體積；
②量取，根據②的計算選用合適的量筒，量取濃鹽酸；
③溶解，用量筒量取所需水的體積，溶解．
（2）①由于樣品中除碳酸鈣外，其余的成分既不與鹽酸反應，也不溶解于水，因此由表中每次加入5g稀鹽酸固體減少的質量關系可判斷：每加入5g稀鹽酸固體應減少0.5g；據此規律，由第四次加入鹽酸后固體質量的減少值也應該等于0.5g，但是題中所給數據為0.3g，只減少了0.2g，所以可以判斷第四次加入稀鹽酸時碳酸鈣已完全反應，從而可以得出碳酸鈣的質量；
②利用樣品質量與剩余固體質量差，可計算出樣品中碳酸鈣的質量，由此求出石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數；
③根據碳酸鈣的質量結合反應的化學方程式可以求出生成的二氧化碳的質量．

解答：解：（1）用溶質質量分數為37%濃鹽酸配制110g質量分數為7.3%的稀鹽酸，操作步驟為：
①計算：需量取濃鹽酸的體積=110g×7.3%÷（37%×1.18g/cm³）=18.4mL，所需水的質量=110g-18.4mL×1.18g/cm³≈88.3g，合80.3mL；
②量取：選用規格為20mL的量筒量取18.4mL的濃鹽酸倒入燒杯中；用100mL的量筒量取88.3mL水，倒入燒杯中；
③溶解：將量好的濃鹽酸倒入燒杯中，并將量得的水倒入燒杯中，邊加邊用玻璃棒攪拌，以便混合均勻．
（2）①由于樣品中除碳酸鈣外，其余的成分既不與鹽酸反應，也不溶解于水，因此由表中每次加入5g稀鹽酸固體減少的質量關系可判斷：每加入5g稀鹽酸固體應減少0.5g；據此規律，由第四次加入鹽酸后固體質量的減少值也應該等于0.5g，但是題中所給數據為0.3g，只減少了0.2g，所以可以判斷第四次加入稀鹽酸時碳酸鈣已完全反應，即鹽酸有剩余；
②碳酸鈣的質量為：2g-0.3g=1.7g
所以石灰石中碳酸鈣的質量分數為：

1.7g

2g

×100%=85%
③設生成二氧化碳的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
1.7g                  x

100

1.7g

=

44

x

解得：x=0.748g
答：整個實驗過程中共產生0.748克二氧化碳氣體．
故答案為：（1）①計算：需量取濃鹽酸的體積=110g×7.3%÷（37%×1.18g/cm³）=18.4mL，所需水的質量=110g-18.4mL×1.18g/cm³≈88.3g，合88.3mL；
②量取：選用規格為20mL的量筒量取18.4mL的濃鹽酸倒入燒杯中；用100mL的量筒量取88.3mL水，倒入燒杯中；
③溶解：將量好的濃鹽酸倒入燒杯中，并將量得的水倒入燒杯中，邊加邊用玻璃棒攪拌，以便混合均勻．
（2）①四；
②85%；
③0.748g．

點評：根據圖表中剩余固體的質量，分析每次加入相同稀鹽酸所減少的質量即樣品中被反應掉碳酸鈣的質量，判斷出第四次加稀鹽酸后碳酸鈣完全反應，此為本題的突破口．