Question

3．将10克含杂质10%的石灰石与2mol/L盐酸100mL充分混合，能生成标准状况下的二氧化碳气体多少升？假设溶液的体积仍为100mL，则反应后盐酸和氯化钙溶液的物质的量浓度为多少？

Answer 1

分析 发生反应为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，根据n=$\frac{m}{M}$=cV计算出碳酸钙、HCl的物质的量，然后判断过量，根据不足量计算出生成二氧化碳的物质的量、消耗HCl的物质的量及生成氯化钙的物质的量，最后根据V=nVm计算出标准状况下二氧化碳的体积，根据c=$\frac{n}{V}$计算出盐酸、氯化钙的物质的量浓度．

解答 解：10克含杂质10%的石灰石中含有碳酸钙的物质的量为：$\frac{10g×（1-10%）}{100g/mol}$=0.09mol，
100mL 2mol/L的盐酸中含有HCl的物质的量为：2mol/L×0.1L=0.2mol，
根据反应CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑可知，0.2molHCl完全反应消耗0.1mol碳酸钙，显然HCl过量，碳酸钙完全反应，
反应生成二氧化碳的物质的量为：n（CO₂）=n（CaCO₃）=0.09mol，标准状况下0.09mol二氧化碳的体积为：V（CaCO₃）=22.4L/mol×0.09mol=2.016L；
反应消耗HCl的物质的量为：0.09mol×2=0.18mol，反应后剩余的HCl为：0.2mol-0.018mol=0.02mol，则反应后溶液中HCl的物质的量浓度为：c（HCl）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，
反应后生成氯化钙的物质的量为：n（CaCl₂）=n（CaCO₃）=0.09mol，反应后溶液中氯化钙的物质的量浓度为：c（CaCl₂）=$\frac{0.09mol}{0.1L}$=0.9mol/L，
答：反应生成二氧化碳在标准状况下的体积为2.016L；反应后盐酸的浓度为0.2mol/L，氯化钙溶液的浓度为0.9mol/L．

点评 本题考查了化学方程式的计算，题目难度中等，正确判断过量情况为解答关键，注意掌握物质的量与气体摩尔体积、摩尔质量、物质的量浓度之间的关系，试题培养了学生的化学计算能力．