Question

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）計算鹽酸濃度。裝置示意圖如下：

數據處理：
（1）請利用甲組數據計算該鹽酸的溶質質量分數。（寫出計算過程）
（2）乙組計算結果略小于甲組。經過多次實驗仍得到相同結果（忽略量筒引起的誤差），可能的原因是  

Answer 1

（1）鹽酸的溶質質量分數為7．3%。     
（2）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；二氧化碳可能溶解在A中反應后的溶液中。

解析試題分析： 1）根據題意可知：反應為碳酸鈣與鹽酸反應；已知量為碳酸鈣的質量（可根據固體總質量為5g，剩余固體為3g，計算出參加反應的碳酸鈣的質量）；未知量為鹽酸的質量分數。解題思路：可根據碳酸鈣與鹽酸在反應中的質量關系進行求解。具體過程如下：
解：消耗碳酸鈣質量為5g-3g=2g
設參加反應的HCl質量為x ，              
2HCl+CaCO₃＝CaCl₂+H₂O +CO₂↑   
73   100
x     2g                      
73：100=x：2g         
X=1．46g                        
鹽酸的溶質質量分數為：×100%=7．3%   
答：鹽酸的溶質質量分數為7．3%。      
（2）乙組數據偏小，可能的原因有：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；二氧化碳可能溶解在A中反應后的溶液中。
考點：根據化學方程式的計算、實驗方案的設計與評價