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．
【結論】
寫出該氣體通入澄清石灰水中的化學反應方程式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，反復多次．最后變成無殼雞蛋．
【解釋與交流】用化學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．這樣反復上下移動
Ⅱ．定量探究
化學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）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．
（2）求雞蛋殼中主要成分的含量和所用稀鹽酸的溶質質量分數(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，所得溶液的溶質質量分數(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反應方程式；
【解釋與交流】根據(jù)化學知識“雞蛋殼和鹽酸反應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；
（2）根據(jù)碳酸鈣的質量和化學方程式，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質量分數(shù)；
（3）根據(jù)酸堿中和，考慮中和剩余的酸，需要堿的質量，計算所得氯化鈣溶液的溶質質量分數(shù)．
（4）考慮溶液稀釋前后，溶質質量不變．

解答 解：
【結論】
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反應方程式為Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
【解釋與交流】因為化學知識“雞蛋殼和鹽酸反應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；
（2）雞蛋殼中碳酸鈣的質量為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%．
第一次反應消耗碳酸鈣的質量為2.00g-1.50g=0.50g，
設第一次反應消耗的稀鹽酸的溶質的質量為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質量分數(shù)為$\frac{0.365g}{5.00g}$×100%=7.3%；
（3）因為雞蛋殼中碳酸鈣的質量為2.00g-0.30g=1.70g，則設消耗氯化氫的質量為x，生成二氧化碳的質量為y，生成氯化鈣的質量為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
故剩余氯化氫的質量為20.00g×7.3%-1.24g=0.22g，生成二氧化碳的質量為0.748g，生成氯化鈣的質量為1.887g．
設中和0.22g氯化氫，需要氫氧化鈣的質量為y，生成生成氯化鈣的質量為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質量分數(shù)$\frac{1.887g+0.335g}{20.00g+1.70g+30.00g+0.22g-0.748g}$×100%≈4.4%．
（4）設需要36.5%的濃鹽酸的質量為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量為：20.00g-4g=16g，故需加水的體積為16.0mL．
故答案為：
【結論】Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O 
實驗二：【解釋與交流】雞蛋殼和鹽酸反應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 本題主要考查學生運用假設法和化學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．