Question

19．某興趣小組對雞蛋殼的主要成分和含量進行了探究．
I．定性探究
實驗一：探究雞蛋殼的主要成分
【查閱資料】雞蛋殼中含鈣元素．
【實驗步驟和現(xiàn)象】取一些雞蛋殼予一支潔凈的試管中，加入過量稀鹽酸，產(chǎn)生無色無氣味的氣體，將該氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁．
【結(jié)論】
寫出該氣體通入澄清石灰水中的化學(xué)反應(yīng)方程式Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O
實驗二：做無殼雞蛋
【實驗步驟和現(xiàn)象】如圖所示：將一個新鮮雞蛋放入水中，雞蛋沉入水底．加入量濃鹽酸后，雞蛋會出現(xiàn)上浮、下沉、再上浮、再下沉的現(xiàn)象，反復(fù)多次．最后變成無殼雞蛋．
【解釋與交流】用化學(xué)和物理知識解釋雞蛋上浮、下沉多次的原因雞蛋殼和鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳氣泡附在雞蛋殼表面，浮力大于重力，使雞蛋上浮，雞蛋到液面后，氣泡破滅，重力大于浮力，雞蛋又下沉．這樣反復(fù)上下移動
Ⅱ．定量探究
化學(xué)興趣小組為了測定雞蛋殼中主要成分的含量（其它成分不溶于水也不與酸反應(yīng)）做如下實驗．取用2.00g雞蛋殼樣品，把20.00g稀鹽酸分4次加入樣品中，充分反應(yīng)后過濾，取濾渣，洗滌、干燥、稱量，得實驗數(shù)據(jù)如下：

稀鹽酸的用量	剩余固體的質(zhì)量
第一次加入5.00g	1.50g
第二次加入5.00g	1.00g
第三次加入5.00g	0.50g
第四次加入5.00g	0.30g

（1）從以上數(shù)據(jù)可知，這四次實驗中，第四次樣品中主要成分已完全反應(yīng)．
（2）求雞蛋殼中主要成分的含量和所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)（寫出計算過程）．
（3）在上述實驗所得濾液中加30.00g水，加入0.22g氫氧化鈣能使溶液pH等于7．此時，所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為4.4%．
（4）用36.5%的濃鹽酸配制20.00g上述稀鹽酸需加水的體積為16.0mL （保留一位小數(shù)）．

Answer 1

分析 【結(jié)論】
根據(jù)雞蛋殼中“加入過量稀鹽酸，產(chǎn)生無色無氣味的氣體，將該氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁”，則推測該氣體通入澄清石灰水中的化學(xué)反應(yīng)方程式；
【解釋與交流】根據(jù)化學(xué)知識“雞蛋殼和鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳氣泡附在雞蛋殼表面”和物理知識“浮力大于重力，使雞蛋上浮，雞蛋到液面后，氣泡破滅，重力大于浮力，雞蛋又下沉”解釋雞蛋上浮、下沉多次的原因．
Ⅱ．（1）根據(jù)表格中的實驗數(shù)據(jù)，推測四次實驗中，第 四次樣品中主要成分已完全反應(yīng)；
（2）根據(jù)碳酸鈣的質(zhì)量和化學(xué)方程式，進行金屬求雞蛋殼中主要成分的含量和所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)；
（3）根據(jù)酸堿中和，考慮中和剩余的酸，需要堿的質(zhì)量，計算所得氯化鈣溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)．
（4）考慮溶液稀釋前后，溶質(zhì)質(zhì)量不變．

解答 解：
【結(jié)論】
根據(jù)雞蛋殼中“加入過量稀鹽酸，產(chǎn)生無色無氣味的氣體，將該氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁”，則推測該氣體通入澄清石灰水中的化學(xué)反應(yīng)方程式為Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
【解釋與交流】因為化學(xué)知識“雞蛋殼和鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳氣泡附在雞蛋殼表面”和物理知識“浮力大于重力，使雞蛋上浮，雞蛋到液面后，氣泡破滅，重力大于浮力，雞蛋又下沉”，故可解釋雞蛋上浮、下沉多次的原因為：雞蛋殼和鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳氣泡附在雞蛋殼表面，浮力大于重力，使雞蛋上浮，雞蛋到液面后，氣泡破滅，重力大于浮力，雞蛋又下沉．這樣反復(fù)上下移動．
Ⅱ．（1）根據(jù)表格中的實驗數(shù)據(jù)，推測四次實驗中，第四次樣品中主要成分已完全反應(yīng)；
（2）雞蛋殼中碳酸鈣的質(zhì)量為2.00g-0.30g=1.70g，則雞蛋殼中碳酸鈣的含量為$\frac{1.70g}{2.00g}×100%$=85%．
第一次反應(yīng)消耗碳酸鈣的質(zhì)量為2.00g-1.50g=0.50g，
設(shè)第一次反應(yīng)消耗的稀鹽酸的溶質(zhì)的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
100    73            
0.50g   x            
則$\frac{100}{73}=\frac{0.50g}{x}$，解得x=0.365g
故所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為$\frac{0.365g}{5.00g}$×100%=7.3%；
（3）因為雞蛋殼中碳酸鈣的質(zhì)量為2.00g-0.30g=1.70g，則設(shè)消耗氯化氫的質(zhì)量為x，生成二氧化碳的質(zhì)量為y，生成氯化鈣的質(zhì)量為z．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
100    73   111       44
1.70g   x    z        y
則$\frac{100}{73}=\frac{1.70g}{x}$，$\frac{100}{44}=\frac{1.70g}{y}$，$\frac{100}{111}=\frac{1.70g}{z}$，解得x=1.24g，y=0.748g，z=1.887g
故剩余氯化氫的質(zhì)量為20.00g×7.3%-1.24g=0.22g，生成二氧化碳的質(zhì)量為0.748g，生成氯化鈣的質(zhì)量為1.887g．
設(shè)中和0.22g氯化氫，需要氫氧化鈣的質(zhì)量為y，生成生成氯化鈣的質(zhì)量為n．
Ca（OH）₂+2HCl═CaCl₂+2H₂O，
   74            73         111
   y            0.22g         n
則$\frac{74}{73}=\frac{y}{0.22g}$，$\frac{73}{111}=\frac{0.22g}{n}$，解得y≈0.22g，n≈0.335g
則所得氯化鈣溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)$\frac{1.887g+0.335g}{20.00g+1.70g+30.00g+0.22g-0.748g}$×100%≈4.4%．
（4）設(shè)需要36.5%的濃鹽酸的質(zhì)量為w，
則w×36.5%=7.3%×20.00g，解得w=4g，
用36.5%的濃鹽酸配制20.00g上述稀鹽酸需加水的質(zhì)量為：20.00g-4g=16g，故需加水的體積為16.0mL．
故答案為：
【結(jié)論】Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O 
實驗二：【解釋與交流】雞蛋殼和鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳氣泡附在雞蛋殼表面，浮力大于重力，使雞蛋上浮，雞蛋到液面后，氣泡破滅，重力大于浮力，雞蛋又下沉．這樣反復(fù)上下移動
（1）四；（2）7.3%；（3）0.22；4.4%；（4）16.0mL

點評 本題主要考查學(xué)生運用假設(shè)法和化學(xué)方程式進行計算和推斷的能力，計算時要注意規(guī)范性和準確性．