Question

16．通過對九年級化學(xué)這門功課的學(xué)習(xí)，我們學(xué)會物質(zhì)的鑒別、檢驗、推斷與計算．
（1）A～J都是初中化學(xué)中的常見物質(zhì)，其中D、E對維持自然界生命活動至關(guān)重要．A、B為黑色固體，C、G都是金屬單質(zhì)，I為無色氣體，它們的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：
請回答：
①寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：AC．
②反應(yīng)①②③④⑤中屬于置換反應(yīng)的為①⑤（填序號）．
③寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，其中Fe₂O₃為該反應(yīng)的氧化劑．
④寫出反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式．
（2）某研究學(xué)習(xí)小組欲測定石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，采用的方法如下：取該石灰石樣品20g，把80g稀鹽酸分四次加入，實驗過程所得數(shù)據(jù)如表格（已知石灰石樣品中含有的二氧化硅等雜質(zhì)不溶于水，不與稀鹽酸反應(yīng)）．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算：
（1）表中n的數(shù)值為6.8．
（2）樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是66%．
（3）求鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

實驗次數(shù)	加入稀鹽酸的質(zhì)量/g	剩余固體的質(zhì)量/g
1	20	15
2	20	10
3	20	6.8
4	20	n

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題干提供的信息進(jìn)行分析解答，A、B為黑色固體，C是紅色金屬單質(zhì)，故A和B是碳和氧化銅的反應(yīng)，C是銅，生成的D是二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，故J是碳酸鈣，A是碳；E是氧氣；二氧化碳能與碳高溫反應(yīng)生成一氧化碳，故F是一氧化碳；一氧化碳還原氧化鐵高溫反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，故G是鐵，鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成的H是氫氣，故I是氯化亞鐵，據(jù)此解答．
（2）①根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知，第1、2次反應(yīng)后固體物質(zhì)減少的質(zhì)量都為5g，而第3次反應(yīng)后固體物質(zhì)減少的質(zhì)量為3.2g，說明此時碳酸鈣已反應(yīng)完，不再產(chǎn)生氣體，故表中n的數(shù)值為6.8．
②根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知，完全反應(yīng)后，剩余固體物質(zhì)的質(zhì)量為6.8g，石灰石樣品的質(zhì)量減去剩余固體物質(zhì)的質(zhì)量就是樣品中碳酸鈣的質(zhì)量，然后根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計算即可．
③根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知，第1、2次反應(yīng)后固體物質(zhì)減少的質(zhì)量都為5g，說明20g稀鹽酸恰好能與石灰石中的5g碳酸鈣完全反應(yīng)．根據(jù)碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和第1次完全反應(yīng)中碳酸鈣的質(zhì)量，即可計算出第一次參與反應(yīng)的HCl質(zhì)量，然后根據(jù)溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計算即可．

解答 解：（1）A、B為黑色固體，C是紅色金屬單質(zhì)，故A和B是碳和氧化銅的反應(yīng)，C是銅，生成的D是二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，故J是碳酸鈣，A是碳；E是氧氣；二氧化碳能與碳高溫反應(yīng)生成一氧化碳，故F是一氧化碳；一氧化碳還原氧化鐵高溫反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，故G是鐵，鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成的H是氫氣，故I是氯化亞鐵，帶入框圖，推斷合理；
①、A是碳；故填：C；
②、①是碳與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，屬于置換反應(yīng)，②是碳與二氧化碳高溫反應(yīng)生成一氧化碳，屬于化合反應(yīng)，③一氧化碳與氧化鐵高溫反應(yīng)生成二氧化碳和鐵，不屬于置換反應(yīng)，④是二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，不屬于基本反應(yīng)類型，⑤是鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，屬于置換反應(yīng)，
故填：①⑤；
③、②是一氧化碳與氧化鐵高溫反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，氧化鐵在反應(yīng)中失去了氧，發(fā)生了還原反應(yīng)，是氧化劑．
故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；Fe₂O₃．
④、反應(yīng)⑤是鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成的H是氫氣，化學(xué)方程式為：Fe+HCl=FeCl₂+H₂↑．
故填：Fe+HCl=FeCl₂+H₂↑．
（2）①根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知，第1、2次反應(yīng)后固體物質(zhì)減少的質(zhì)量都為5g，而第3次反應(yīng)后固體物質(zhì)減少的質(zhì)量為3.2g，說明此時碳酸鈣已反應(yīng)完，不再產(chǎn)生氣體，故表中n的數(shù)值為6.8．
故答案為：6.8．
②樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{20g-6.8g}{20g}$×100%=66%．
故答案為：66%．
③由題分析20g稀鹽酸恰好能與石灰石中的5g碳酸鈣完全反應(yīng)
設(shè)第一次參與反應(yīng)的HCl質(zhì)量為x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73
5g     x
$\frac{100}{5g}=\frac{73}{x}$ 
解之得：x=3.65g，
鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{3.65g}{20g}×100%$=18.25%．
答：鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.25%．

點(diǎn)評 在解此類題時，首先將題中有特征的物質(zhì)推出，然后結(jié)合推出的物質(zhì)和題中的轉(zhuǎn)化關(guān)系推導(dǎo)剩余的物質(zhì)，最后將推出的各種物質(zhì)代入轉(zhuǎn)化關(guān)系中進(jìn)行驗證即可．把握住記錄數(shù)據(jù)中在發(fā)生著變化的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)變化的原因或變化的規(guī)律，這是分析實驗數(shù)據(jù)的一種常用方法．