Question

16．某化學(xué)小組為測定一瓶失去標(biāo)簽的鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，分成甲、乙兩組，分別用不同的方法進(jìn)行測定．
實驗設(shè)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(yīng)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(chǎn)生二氧化碳的體積（20℃、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）計算鹽酸濃度．裝置示意圖如圖：
數(shù)據(jù)處理：
（1）請利用甲組數(shù)據(jù)計算該鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計算過程）
（2）乙組計算結(jié)果略小于甲組．經(jīng)過多次實驗仍得到相同結(jié)果（忽略量筒引起的誤差），可能的原因是
③④（填數(shù)字序號）．
①測量的水的體積大于生成氣體的體積
②B、C之間的導(dǎo)管內(nèi)實驗前有水，實驗后無水
③內(nèi)外氣壓相同時，二氧化碳無法將相應(yīng)體積的水壓入量筒
④二氧化碳可能溶解在A中反應(yīng)后的溶液中．

Answer 1

分析 （1）甲組實驗的原理是碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)，通過固體碳酸鈣求算鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（2）乙組是碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)，生成氣體，利用氣體的質(zhì)量求算稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，這里體積的測量很容易受到溫度、溶解度等諸多因素影響，根據(jù)現(xiàn)有的圖，很明顯在滴加鹽酸時，鹽酸的進(jìn)入即使不反應(yīng)，也會導(dǎo)致B中的水進(jìn)入C，這個是使計算結(jié)果偏高．而題目要求研究結(jié)果偏低，顯然是沒打算讓考慮鹽酸體積的影響，所以思考時要緊扣題目要求進(jìn)行．

解答 解：
（1）由于碳酸鈣反應(yīng)掉了5g-3g=2g
設(shè)稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
   100      73
    2g      20gx
$\frac{100}{73}$=$\frac{2g}{20gx}$
x=7.3%
答：該鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.3%．
（2）乙組的原理是用二氧化碳的質(zhì)量求算鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，先假設(shè)二氧化碳的質(zhì)量為m，求算稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)x．假設(shè)鹽酸溶液的質(zhì)量為n．
設(shè)稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
             73                        44
           nx                           m
$\frac{73}{44}$=$\frac{nx}{m}$
x=$\frac{73m}{44n}$   可以看出m的質(zhì)量偏小時，會導(dǎo)致鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏�。�
①測量的水的體積大于生成氣體的體積，則會導(dǎo)致鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大．
②B、C之間的導(dǎo)管內(nèi)實驗前有水，實驗后無水，導(dǎo)管內(nèi)的水被當(dāng)成了二氧化碳擠出來的水，也就導(dǎo)致二氧化碳的質(zhì)量偏大，也就導(dǎo)致鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大．
③內(nèi)外氣壓相同時，二氧化碳無法將相應(yīng)體積的水壓入量筒，壓出的水偏少，則對應(yīng)的二氧化碳偏�。ǘ�氧化碳的質(zhì)量取決于右側(cè)的被擠出的水，而不是決定所謂生成了多少二氧化碳，也就是水的體積對應(yīng)二氧化碳的質(zhì)量），則稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏�。�
④二氧化碳可能溶解在A中反應(yīng)后的溶液中．部分二氧化碳被A裝置吸收，則進(jìn)入B的氣體偏少，則對應(yīng)的水也就偏小，最終的鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏�。�
故選：③④．

點評 誤差分析要從實驗設(shè)計的原理進(jìn)行分析，從原理的角度分析各種可能的影響要素．