Question

某化学兴趣小组向15g石灰石样品（杂质不溶于水且不与酸反应）中逐渐加入足量的稀盐酸反应，进行实验探究．实验装置如下：

（提示：碱石灰的成分为氧化钙和氢氧化钠，可吸收二氧化碳和水蒸汽以及HCl气体）当A装置中无气体产生时，测得B装置的质量增加了4.7g，C装置的质量没发生变化且无明显现象．请回答：
（1）石灰石样品中碳酸钙的质量为______g．
（2）当A装置中无气体产生时，消耗掉稀盐酸______g．
（3）15g样品最多能产生二氧化碳气体的质量多少克？（写出计算过程）
（4）求所用稀盐酸的溶质质量分数．（写出计算过程）

Answer 1

解：（1）由A中剩余固体质量和加入盐酸的关系可知，杂质的质量是5g，石灰石样品中碳酸钙的质量是15g-5g=10g；故填：10；
（2）当15g样品中的碳酸钙完全与盐酸反应时生成的二氧化碳最多，
设生成二氧化碳的质量为x，参加反应的盐酸中溶质的质量为y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 73 44
10g y x

x=4.4g

y=7.3g
根据题意，A中余下的质量110.3克应该是盐酸的质量加上石灰石样品的质量减去A中挥发走的水和二氧化碳的质量，即B增重的质量4.7克，所以列式为：m₂+15g-4.7g=110.3g，m₂=100g．
（4）所用稀盐酸的溶质质量分数是×100%=7.3%；
答：（2）当A装置中无气体产生时，消耗掉稀盐酸100g；（3）15g样品最多能生成二氧化碳气体的质量为 4.4g；（4）所用稀盐酸的溶质质量分数是7.3%．
分析：（1）通过观察A中剩余固体质量和加入盐酸的关系可知，当加入盐酸的质量过量时，剩余固体的质量不在减少，由题意可知剩余固体是杂质，杂质的质量是5g，则可知石灰石样品中碳酸钙的质量；
（2）由碳酸钙的质量，根据碳酸钙和盐酸反应的方程式所表示的质量关系，就可以求出15g样品最多能生成二氧化碳气体的质量，还可以求出参加反应的稀盐酸中溶质的质量，由质量守恒定律可知消耗掉稀盐酸的质量=反应完毕A装置中物质的总质量+二氧化碳的质量-石灰石样品的质量进行解答；
（3）由碳酸钙的质量，根据碳酸钙和盐酸反应的方程式所表示的质量关系，就可以求出15g样品最多能生成二氧化碳气体的质量进行解答；
（3）根据质量守恒定律，由反应后溶液的质量、参加反应的碳酸钙的质量和生成的二氧化碳的质量，可以求出参加反应的盐酸溶液的质量，在根据溶质的质量分数的计算公式就可以求出用稀盐酸的溶质质量分数．
点评：本题主要考查了有关溶质质量分数与化学方程式的综合计算，计算的难点是反应前后有关溶液质量的分析判定，判定的依据就是质量守恒定律．