Question

某興趣小組的同學(xué)為分析一種石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取20g樣品放入燒杯，把60g稀鹽酸分三次加入燒杯，使其充分反應(yīng)（樣品中所含雜質(zhì)既不溶于水也不與稀鹽酸反應(yīng)），實(shí)驗(yàn)流程及數(shù)據(jù)如下（所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都不包括燒杯的質(zhì)量，且不考慮
H₂O和HCl的揮發(fā)；操作X包括攪拌、過濾、洗滌、干燥、稱量）：
請(qǐng)回答：
（1）CaCO₃中Ca與C的質(zhì)量比為______；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)判斷已充分反應(yīng)的現(xiàn)象是______：其中a為______g；樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______；
（3）第三次反應(yīng)過濾后所得溶液的pH______7（填“＞”、“＜”或“=”）；為使該溶液顯中性且得到盡可能多的CaCl₂，最后可向燒杯中加入過量的______（填序號(hào)）
A．CaO　　B．CaCO₃　　C．Ca（OH）₂　 D．CaCl₂
（4）計(jì)算所用稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

解：（1）依據(jù)碳酸鈣的化學(xué)式為CaCO₃則可知Ca與C的質(zhì)量比為40：12=10：3；
（2）碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)能生成二氧化碳，所以反應(yīng)的現(xiàn)象為有氣泡冒出，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)判斷已充分反應(yīng)的現(xiàn)象是不再產(chǎn)生氣泡，從第一次加入20g鹽酸后固體變?yōu)?5g，可知每20g鹽酸能消耗5g碳酸鈣，所以a值應(yīng)該為15g-5g=10g，第三次加入20g鹽酸后剩余固體是7.5g，不是10g-5g=5g，所以剩余的固體即為雜質(zhì)，所以×100%=62.5%；
（3）由（2）的分析可知完全反應(yīng)后最終鹽酸有剩余，所以溶液呈酸性，pH小于7，碳酸鈣能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水、二氧化碳，二氧化碳作為氣體會(huì)散失到空氣中，氯化鈣是需保留的物質(zhì)，碳酸鈣不溶于水，過量時(shí)可通過過濾除去，所以CaCO₃最為合適，其它選項(xiàng)中A、C雖都能與鹽酸反應(yīng)但使用的量不好控制，量多則會(huì)導(dǎo)致溶液呈堿性，而D氯化鈣不能與鹽酸反應(yīng)．
（4）設(shè)與10克碳酸鈣反應(yīng)的HCl的質(zhì)量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 73
5g x

X=3.65g
所以稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=18.25%．
故答案為：（1）10：3；（2）不再產(chǎn)生氣泡；10；62.5%；（3）＜；B；（4）18.25%；
分析：（1）依據(jù)化學(xué)式中元素的質(zhì)量比等于原子的相對(duì)原子質(zhì)量和的比分析解答；
（2）依據(jù)碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)會(huì)生成二氧化碳的現(xiàn)象判斷充分反應(yīng)的問題，根據(jù)各步反應(yīng)消耗碳酸鈣的質(zhì)量分析a的數(shù)值，依據(jù)最終剩余的固體質(zhì)量計(jì)算碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）依據(jù)第三次加入鹽酸后鹽酸存在剩余的知識(shí)分析溶液的pH，依據(jù)消耗鹽酸且生成較多氯化鈣的知識(shí)分析加入的物質(zhì)情況；
（4）依據(jù)數(shù)據(jù)分析可知20g鹽酸能與5g碳酸鈣恰好反應(yīng)以及化學(xué)方程式的計(jì)算分析解答；
點(diǎn)評(píng)：分析實(shí)驗(yàn)所記錄的數(shù)據(jù)時(shí)，注意數(shù)據(jù)變化量間的規(guī)律，利用變化規(guī)律判斷完全反應(yīng)時(shí)所涉及物質(zhì)的質(zhì)量．