Question

13．某興趣小組的同學用如圖實驗裝置進行質量守恒定律的實驗驗證并測定石灰石樣品的純度．稀鹽酸和石灰石混合前，稱得總質量是245.6g．將二者混合，至反應完全，稱得總質量為241.2g．請分析并計算下列問題：
（1）完全反應后，總質量減少的原因是：碳酸鈣和稀鹽酸反應生成的二氧化碳逸散到空氣中；要保證完全反應前后的總質量不變，你的改進措施是把燒杯換成錐形瓶，在錐形瓶口系一個氣球．
（2）計算石灰石的純度（石灰石中碳酸鈣的質量分數）．

Answer 1

分析 （1）根據已有的知識進行分析，驗證質量守恒定律，則需要測定反應前后物質的總質量，有氣體生成或參與的化學反應必須在密閉裝置內進行，碳酸鈣和稀鹽酸反應能生成氯化鈣、水和二氧化碳；據此解答．
（2）分析所發(fā)生的反應，可發(fā)現反應后總質量減輕是由于生成了氣體二氧化碳，因此，可知恰好完全反應時放出二氧化碳的質量為245.6g-241.2g=4.4g；然后利用二氧化碳的質量，根據反應的化學方程式，分別計算恰好完全反應時碳酸鈣的質量，最后使用質量分數的計算公式，求出石灰石中碳酸鈣的質量分數即可．

解答 解：（1）稀鹽酸與碳酸鈣反應生成的二氧化碳逸出，使反應后質量減少，所以完全反應后，總質量減少；驗證質量守恒定律時，有氣體生成或參與的化學反應必須在密閉裝置內進行，對裝置的改進措施是把燒杯換成錐形瓶，在錐形瓶口系一個氣球；故填：碳酸鈣和稀鹽酸反應生成的二氧化碳逸散到空氣中；把燒杯換成錐形瓶，在錐形瓶口系一個氣球．
（2）生成二氧化碳的質量=245.6g-241.2g=4.4g，
設樣品中CaCO₃的質量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                    44
x                                       4.4g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{4.4g}$
x=10g
石灰石中碳酸鈣的質量分數=$\frac{10g}{12.5g}$×100%=80%
答：石灰石中碳酸鈣的質量分數為80%．

點評 根據化學方程式進行計算時，只能使用純凈物的質量進行計算，而不能把混合物的質量直接代入化學方程式進行計算．