Question

為了測定石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)，甲、乙兩同學分別進行了如下實驗（雜質不溶于水且不參加反應）．
甲同學進行的實驗與所得數(shù)據(jù)如下：（每次取用的石灰石質量相同，稀鹽酸的質量分數(shù)也相同）

實驗	第一次	第二次	第三次
取用石灰石的質量/g	m	m	m
取用稀鹽酸的質量/g	30	60	90
反應后過濾得到固體的質量（已干燥）/g	6	2	1

乙同學進行的實驗：
①稱取質量為W₁g的石灰石樣品，放入燒杯中；
②在燒杯中加入40g稀鹽酸，充分攪拌，有氣泡產(chǎn)生；
③充分反應后過濾、干燥，稱得固體質量為W₂g；
④

在固體中滴加稀鹽酸，檢驗剩余固體中沒有碳酸鈣

．
請你分析與計算：
（1）甲同學實驗中碳酸鈣的質量分數(shù)

90%

．
（2）完成乙同學實驗④中的步驟與預期現(xiàn)象

在固體中滴加稀鹽酸，沒有氣泡產(chǎn)生

，該實驗步驟的目的是

檢驗剩余固體中沒有碳酸鈣，確保W₂g全部是雜質的質量從而使測定的實驗數(shù)據(jù)可靠

．
（3）比較甲、乙同學實驗方案，你認為

乙同學

（填“甲同學”或“乙同學”）方案較好，理由是

乙同學，操作步驟簡單，所用的藥品也相對較少

．
（4）求甲同學所用稀鹽酸的溶質質量分數(shù)．（數(shù)據(jù)精確到0.1%）

Answer 1

分析：乙同學進行的實驗：根據(jù)碳酸鈣與鹽酸的反應分析乙同學的實驗步驟④；
請你分析與計算：
（1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)對比分析30g的鹽酸完全反應時反應掉的碳酸鈣的質量，確定出m的值、雜質的質量，從而求出甲同學實驗中碳酸鈣的質量分數(shù)；
（2）根據(jù)碳酸鈣與鹽酸的反應，分析乙同學實驗④中的實驗的現(xiàn)象和實驗步驟的目的；
（3）根據(jù)實驗的步驟、藥品的用量等對比分析甲乙兩位同學的實驗；
（4）根據(jù)上述分析，30g鹽酸反應的碳酸鈣的質量，求出30g鹽酸中溶質的質量，再求出用稀鹽酸的溶質質量分數(shù)．

解答：解：乙同學進行的實驗：乙同學要測定石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)，必須確定W₂g的固體質量中不含有碳酸鈣．由碳酸鈣能與鹽酸反應的性質可知，步驟④是：在固體中滴加稀鹽酸，檢驗剩余固體中沒有碳酸鈣
請你分析與計算：
（1）由表格中的數(shù)據(jù)對比分析可知，每30g的鹽酸能與4g的碳酸鈣反應，由此可知，m的值是10g，第三次剩余的1g固體是雜質．所以，甲同學實驗中碳酸鈣的質量分數(shù)：

10g-10g

10g

×100%=90%．
（2）由上述分析可知：完成乙同學實驗④中的步驟與預期現(xiàn)象：在固體中滴加稀鹽酸，沒有氣泡產(chǎn)生；該實驗步驟的目的是：檢驗剩余固體中沒有碳酸鈣，確保W₂g全部是雜質的質量從而使測定的實驗數(shù)據(jù)可靠．
（3）比較甲、乙同學實驗方案，乙同學的方案較好，理由是：乙同學的操作步驟簡單，所用的藥品也相對較少．
（4）設30 g稀鹽酸中HCl 的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O    
100    73
4g     x

100

73

=

4g

x

  解得：x=2.97g
稀鹽酸中溶質的質量分數(shù)為：

2.97g

30g

×100%=9.9%．
故答為：④在固體中滴加稀鹽酸，檢驗剩余固體中沒有碳酸鈣．（1）90%；（2）在固體中滴加稀鹽酸，沒有氣泡產(chǎn)生； 檢驗剩余固體中沒有碳酸鈣，確保W₂g全部是雜質的質量從而使測定的實驗數(shù)據(jù)可靠．（3）乙同學，操作步驟簡單，所用的藥品也相對較少；（4）甲同學所用稀鹽酸的溶質質量分數(shù)為9.9%．

點評：本題屬于表格數(shù)據(jù)體，一些解題的信息包含在數(shù)據(jù)中，解題的關鍵是，通過數(shù)據(jù)的對比找出有用的信息來解答問題．