Question

【題目】（5分）某班同學設(shè)計下圖所示的實驗來探究碳酸鈣與鹽酸反應是否遵守質(zhì)量守恒定律。

（1）甲同學按圖1的方案實驗。稱量好后，先把燒杯傾斜后又將燒杯放回托盤，看到燒杯中產(chǎn)生大量氣泡。實驗結(jié)束時天平指針將 （選填“偏左”、“偏右”、“指向中間”）

（2）乙同學認為用有氣體參加或生成的反應來驗證質(zhì)量守恒定律時，應在密閉的體系中進行，按圖2的方案實驗。氫氧化鈉吸收二氧化碳方程式為CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O。調(diào)節(jié)天平平衡后，擠壓膠頭滴管逐滴滴入鹽酸，發(fā)現(xiàn)天平始終保持平衡，則試管內(nèi)發(fā)生反應的化學方程式為 。老師認為用該方案來驗證也不合適，你認為理由是 。

（3）丙同學聽從老師意見按圖3的方案實驗。將注射器內(nèi)吸滿了鹽酸，全部擠入錐形瓶中，一段時間后發(fā)現(xiàn)天平指針突然大幅向右偏轉(zhuǎn)，你認為可能原因是 。若不考慮注射器活塞自重和摩擦力作用，錐形瓶容積為750mL，注射器實際容積為12mL，吸取1mL的稀鹽酸做該實驗，欲確保實驗成功，理論上所用鹽酸的質(zhì)量分數(shù)最大為 。（保留小數(shù)0.01%）(假設(shè)稀鹽酸密度為1.0g/mL，二氧化碳密度為2.0g/L)

Answer 1

【答案】（1）偏右；（2）CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑；裝置內(nèi)發(fā)生了兩個反應，其總質(zhì)量不變不能說明每個反應總質(zhì)量不變；（3）產(chǎn)生的氣體太多，瓶內(nèi)氣壓太大導致注射器活塞彈出；3.65%

【解析】

試題分析：（1）碳酸鈣和鹽酸反應生成了二氧化碳氣體，因此反應過程中左盤中由于氣體逸出，物質(zhì)質(zhì)量減少，天平失去平衡，偏向右邊；（2）碳酸鈣和鹽酸反應產(chǎn)生氯化鈣、水和二氧化碳，反應的方程式為：CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O；由于該裝置內(nèi)發(fā)生了兩個化學反應：碳酸鈣和鹽酸反應，二氧化碳和氫氧化鈉反應，其總質(zhì)量不變不能證明每個反應前后總質(zhì)量不變，因此用該方案來驗證不合適；（3）由于方案將注射器內(nèi)吸滿了鹽酸，全部擠入錐形瓶中，反應太劇烈，產(chǎn)生氣體太多，瓶內(nèi)氣壓太大導致注射器活塞彈出，左邊質(zhì)量減輕，因此一段時間后發(fā)現(xiàn)天平指針突然大幅向右偏轉(zhuǎn)；

解：注射器實際容積為12mL，吸取1mL的稀鹽酸，因此只能盛11mL的二氧化碳，即0.011L

設(shè)產(chǎn)生11mL的二氧化碳需要氯化氫的質(zhì)量為x

CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O

73 44

x 0.011L×2.0g/L

73/x=44/(0.11L×2.0g/L) x=0.0365g

因此鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)= 0.0365g/1mL×1.0g/mL×100%=3.65%．