Question

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

（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，看到燒杯中產生大量氣泡。實驗結束時天平指針將 （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，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量分數最大為 。（保留小數0.01%）(假設稀鹽酸密度為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↑；裝置內發(fā)生了兩個反應，其總質量不變不能說明每個反應總質量不變；（3）產生的氣體太多，瓶內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，物質質量減少，天平失去平衡，偏向右邊；（2）碳酸鈣和鹽酸反應產生氯化鈣、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，其總質量不變不能證明每個反應前后總質量不變，因此用該方案來驗證不合適；（3）由于方案將注射器內吸滿了鹽酸，全部擠入錐形瓶中，反應太劇烈，產生氣體太多，瓶內氣壓太大導致注射器活塞彈出，左邊質量減輕，因此一段時間后發(fā)現(xiàn)天平指針突然大幅向右偏轉；

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

設產生11mL的二氧化碳需要氯化氫的質量為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

因此鹽酸中溶質的質量分數= 0.0365g/1mL×1.0g/mL×100%=3.65%．