Question

11．某化學小組為測定一瓶失去標簽的鹽酸的溶質質量分數，分成甲、乙兩組，分別用不同的方法進行測定．
實驗設計：
甲組：取純凈碳酸鈣粉末5g于燒杯中，加入20g該鹽酸溶液，充分反應后，過濾、洗滌、干燥，稱量得剩余固體3g．
乙組：取純凈碳酸鈣粉末5g于錐形瓶中，將20g該鹽酸溶液加入分液漏斗，利用測定產生二氧化碳的體積（20℃、標準大氣壓、二氧化碳的密度為1.977g/L）計算鹽酸濃度．
【數據處理】：
（1）你認為哪一種實驗方法不準確，請說明理由測量的水的體積小于生成氣體的體積；B、C之間的導管內實驗前無水，實驗后有水；內外氣壓相同時，二氧化碳無法將相應體積的水壓入量筒；少量二氧化碳可能溶解在A中反應后的溶液中．
（2）請利用你認為實驗合理的一組數據計算該鹽酸的溶質質量分數（寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）利用測定產生二氧化碳的體積（20℃、標準大氣壓）計算鹽酸濃度，計算結果略小于甲組，可能是測量的水的體積小于生成氣體的體積；有部分水實驗后殘留在B、C的導管間；內外氣壓相同時，二氧化碳無法將相應體積的水壓入量筒；
（2）根據剩余固體3g，可知碳酸鈣的質量為2g，將碳酸鈣的質量代入化學反應方程式來計算氯化氫的質量，再計算鹽酸的質量分數；

解答 解：（1）乙組數據不準確，原因：測量的水的體積小于生成氣體的體積；B、C之間的導管內實驗前無水，實驗后有水；內外氣壓相同時，二氧化碳無法將相應體積的水壓入量筒；少量二氧化碳可能溶解在A中反應后的溶液中．
（2）根據甲數據計算
設參加反應的HCl質量為x，消耗碳酸鈣質量為5g-3g=2g
2HCl+CaCO₃=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
  73      100
  x         2g                         
$\frac{73}{x}=\frac{100}{2g}$
X=1.46g                          
鹽酸的溶質質量分數為：$\frac{1.46g}{20g}$×100%=7.3%
答案：
（1）乙組數據不準確；測量的水的體積小于生成氣體的體積；B、C之間的導管內實驗前無水，實驗后有水；內外氣壓相同時，二氧化碳無法將相應體積的水壓入量筒；少量二氧化碳可能溶解在A中反應后的溶液中．
（2）鹽酸的溶質質量分數為7.3%；

點評 本題考查學生利用化學反應方程式的計算，要求學生有較強的數據分析能力．