Question

17．化学兴趣小组测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数（假定：石灰石样品中除碳酸钙外，其余物质不与稀盐酸反应也不溶于水）．
Ⅰ、（1）取3.0g样品放入烧杯；
（2）加入足量的稀盐酸至恰好不再产生气体时，测定反应后生成的CO₂质量；
（3）根据CO₂的质量求出样品中碳酸钙的质量及质量分数．
Ⅱ、（1）为测定CO₂的质量，他们想出了以下方案，请帮助他们完成设计方案：
（2）选用图甲（填“甲”或“乙”）装置可测量产生的CO₂的体积，再利用此时CO₂
的密度，可计算CO₂的质量．图中瓶内水面上油层的作用是防止二氧化碳气体溶于水．
（3）他们选用该方案时测量的气体在常温下体积为440mL．已知常温下CO₂气体的密度为20g/L，则上述反应放出气体的质量为0.88g，请根据化学方程式计算该石灰样品中CaCO₃的质量分数．

Answer 1

分析 （1）根据二氧化碳的性质、装置的特点来完成该题的解答；
（2）根据密度公式可以求算出二氧化碳气体的质量；然后结合碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式可以求得碳酸钙的质量，进而求算出碳酸钙的质量分数；

解答 解：Ⅱ（1）二氧化碳能够溶于水，所以为了使实验结果更准确，二氧化碳不能和水接触，所以应该选择甲装置，进入量筒中的水的体积即为二氧化碳的体积，而装置中油的作用就是为了防止二氧化碳溶于水而影响实验结果的；
（2）根据题意可知生成二氧化碳气体的体积为440mL=0.44L，所以根据密度公式可以知道生成二氧化碳气体的质量为：m=ρV=2.0g/L×0.44L=0.88g；
设石灰石样品中CaCO₃的质量为x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
 x                   0.88g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{0.88g}$   解得：x=2.0g 
该石灰石样品中CaCO₃的质量分数为：$\frac{2.0g}{3.0g}$×100%=66.7%；
答案为：（1）甲，体积，防止二氧化碳气体溶于水；（2）该石灰石样品中CaCO₃的质量分数为66.7%；

点评 熟练掌握二氧化碳及碳酸钙的化学性质，并记住相应的化学方程式，能够根据化学方程式进行简单的计算，另外要掌握质量分数的公式．