Question

为了测定石灰石样品中碳酸钙的质量分数，甲、乙两同学分别进行了如下实验（杂质不溶于水且不参加反应）．
甲同学进行的实验与所得数据如下：（每次取用的石灰石质量相同，稀盐酸的质量分数也相同）

实验	第一次	第二次	第三次
取用石灰石的质量/g	m	m	m
取用稀盐酸的质量/g	30	60	90
反应后过滤得到固体的质量（已干燥）/g	6	2	1

乙同学进行的实验：
①称取质量为W₁g的石灰石样品，放入烧杯中；
②在烧杯中加入40g稀盐酸，充分搅拌，有气泡产生；
③充分反应后过滤、干燥，称得固体质量为W₂g；
④______．
请你分析与计算：
（1）甲同学实验中碳酸钙的质量分数______．
（2）完成乙同学实验④中的步骤与预期现象______，该实验步骤的目的是______．
（3）比较甲、乙同学实验方案，你认为______（填“甲同学”或“乙同学”）方案较好，理由是______．
（4）求甲同学所用稀盐酸的溶质质量分数．（数据精确到0.1%）

Answer 1

乙同学进行的实验：乙同学要测定石灰石样品中碳酸钙的质量分数，必须确定W₂g的固体质量中不含有碳酸钙．由碳酸钙能与盐酸反应的性质可知，步骤④是：在固体中滴加稀盐酸，检验剩余固体中没有碳酸钙
请你分析与计算：
（1）由表格中的数据对比分析可知，每30g的盐酸能与4g的碳酸钙反应，由此可知，m的值是10g，第三次剩余的1g固体是杂质．所以，甲同学实验中碳酸钙的质量分数：

10g-10g

10g

×100%=90%．
（2）由上述分析可知：完成乙同学实验④中的步骤与预期现象：在固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生；该实验步骤的目的是：检验剩余固体中没有碳酸钙，确保W₂g全部是杂质的质量从而使测定的实验数据可靠．
（3）比较甲、乙同学实验方案，乙同学的方案较好，理由是：乙同学的操作步骤简单，所用的药品也相对较少．
（4）设30 g稀盐酸中HCl 的质量为x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O    
100    73
4g     x

100

73

=

4g

x

  解得：x=2.97g
稀盐酸中溶质的质量分数为：

2.97g

30g

×100%=9.9%．
故答为：④在固体中滴加稀盐酸，检验剩余固体中没有碳酸钙．（1）90%；（2）在固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生； 检验剩余固体中没有碳酸钙，确保W₂g全部是杂质的质量从而使测定的实验数据可靠．（3）乙同学，操作步骤简单，所用的药品也相对较少；（4）甲同学所用稀盐酸的溶质质量分数为9.9%．