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某学生采用如图1所示装置(该装置右边的球形干燥管中装的药品只能吸收水蒸气),并用精度均为0.1g的托盘天平和电子称测量石灰石和稀盐酸反应时的质量变化,其实验步骤如下:步骤一
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某学生采用如图1所示装置(该装置右边的球形干燥管中装的药品只能吸收水蒸气),并用精度均为0.1g的托盘天平和电子称测量石灰石和稀盐酸反应时的质量变化,其实验步骤如下:
步骤一:用托盘天平称取质量分数为80%的石灰石样品.称量结束时的图片如图2及游码位置示意图如图3如下:
步骤二:量取足量的约10%的盐酸于200mL烧杯中备用.
步骤三:测量该石灰石80%和稀盐酸反应时的质量变化.将步骤一称得的石灰石置于锥形瓶中,然后,将步骤二中量取的盐酸通过长颈漏斗迅速全部加到锥形瓶中,立即用电子称测定锥形瓶中混合物的质量.在0~11s时锥形瓶中混合物的质量迅速增加至98.0g,在11~176s记录的数据如下表,176s后需要用到的数据另行提供.
说明:[a,b)表示在时间a与b之间,含有a值,但不含b值.石灰石中的杂质在反应前后保持不变.
(1)此次实验取用石灰石样品的质量为______ g;
(2)观察表中数据可知,在反应开始后的各个时间段内混合物的质量保持相对不变,例如在28s到47s之间(不含47s),锥形瓶中混合物的质量始终为97.9g,锥形瓶中混合物的质量不随时间变化的原因是______;
(3)分析表中数据发现,在反应开始后的______s时间段内,石灰石和盐酸反应生成二氧化碳的速率最快;
(4)反应一段时间后,排空锥形瓶中的二氧化碳,称得锥形瓶中余下的混合物质量为95.8g,列式计算此时剩余石灰石中碳酸钙的质量分数.
步骤一:用托盘天平称取质量分数为80%的石灰石样品.称量结束时的图片如图2及游码位置示意图如图3如下:
步骤二:量取足量的约10%的盐酸于200mL烧杯中备用.
步骤三:测量该石灰石80%和稀盐酸反应时的质量变化.将步骤一称得的石灰石置于锥形瓶中,然后,将步骤二中量取的盐酸通过长颈漏斗迅速全部加到锥形瓶中,立即用电子称测定锥形瓶中混合物的质量.在0~11s时锥形瓶中混合物的质量迅速增加至98.0g,在11~176s记录的数据如下表,176s后需要用到的数据另行提供.
时间(s) | [11,28) | [28,47) | [47,62) | [62,74) | [74,88) | [88,103) | [103,118) | [118,135) | [135,154) | [154,176) |
质量(g) | 98.0 | 97.9 | 97.8 | 97.7 | 97.6 | 97.5 | 97.4 | 97.3 | 97.2 | 97.1 |
(1)此次实验取用石灰石样品的质量为______ g;
(2)观察表中数据可知,在反应开始后的各个时间段内混合物的质量保持相对不变,例如在28s到47s之间(不含47s),锥形瓶中混合物的质量始终为97.9g,锥形瓶中混合物的质量不随时间变化的原因是______;
(3)分析表中数据发现,在反应开始后的______s时间段内,石灰石和盐酸反应生成二氧化碳的速率最快;
(4)反应一段时间后,排空锥形瓶中的二氧化碳,称得锥形瓶中余下的混合物质量为95.8g,列式计算此时剩余石灰石中碳酸钙的质量分数.
▼优质解答
答案和解析
(1)由图可知,天平应该是左物右码,放反了,石灰石的质量就应该是砝码-游码,15g-2.5g=12.5g;故填:12.5;
(2)由于电子称的精度为0.1g,所以当称量的物质的质量变化大于0.1g时,电子称的计数才会发生变化,而要反应后从实验装置中逸出0.1g二氧化碳气体需要一定的时间,所以在反应开始后的各个时间段内混合物的质量保持相对不变;故填:由于电子称的精度为0.1g,所以当称量的物质的质量变化大于0.1g时,电子称的计数才会发生变化,而要反应后从实验装置中逸出0.1g二氧化碳气体需要一定的时间;
(3)根据图中数据分析可知在62~74s时间段内,石灰石和盐酸反应生成二氧化碳的速率最快;故填:62~74;
(4)石灰石和盐酸的总质量为98.0g,盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,所以反应前后质量减少的就是二氧化碳的质量,二氧化碳的质量=98.0g-95.8g=2.2g
设参加反应石灰石中碳酸钙的质量为x
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 2.2g
=
x=5.0g
此时剩余石灰石中碳酸钙的质量分数=
×100%=66.7%
答:此时剩余石灰石中碳酸钙的质量分数为66.7%.
(2)由于电子称的精度为0.1g,所以当称量的物质的质量变化大于0.1g时,电子称的计数才会发生变化,而要反应后从实验装置中逸出0.1g二氧化碳气体需要一定的时间,所以在反应开始后的各个时间段内混合物的质量保持相对不变;故填:由于电子称的精度为0.1g,所以当称量的物质的质量变化大于0.1g时,电子称的计数才会发生变化,而要反应后从实验装置中逸出0.1g二氧化碳气体需要一定的时间;
(3)根据图中数据分析可知在62~74s时间段内,石灰石和盐酸反应生成二氧化碳的速率最快;故填:62~74;
(4)石灰石和盐酸的总质量为98.0g,盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,所以反应前后质量减少的就是二氧化碳的质量,二氧化碳的质量=98.0g-95.8g=2.2g
设参加反应石灰石中碳酸钙的质量为x
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 2.2g
100 |
x |
44 |
2.2g |
x=5.0g
此时剩余石灰石中碳酸钙的质量分数=
12.5g×80%−5g |
12.5g−5g |
答:此时剩余石灰石中碳酸钙的质量分数为66.7%.
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