Question

有一種石灰石樣品的主要成分是CaCO₃．課外小組同學(xué)將100g稀鹽酸分5次加入到35g石灰石樣品中（已知雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)也不溶于水），得到如下部分?jǐn)?shù)據(jù)和圖象．請仔細(xì)觀察下列表格和圖象計(jì)算：

次數(shù)	第1次	第2次	第3次
加入鹽酸的質(zhì)量/g	20	20	20
剩余固體的質(zhì)量/g	30	a	20

（1）第2次加入鹽酸后，a為

 

g．
（2）石灰石樣品中CaCO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（結(jié)果精確到0.1%）
（3）10%的CaCl₂溶液可作為路面保濕劑．欲將第5次實(shí)驗(yàn)后的溶液配成10%的CaCl₂溶液，可先向此溶液中加入足量的石灰右粉末，完全反應(yīng)后過濾，這時(shí)還需要向?yàn)V液中加入水多少克？（假設(shè)實(shí)驗(yàn)過程中溶液損失忽略不計(jì)）

Answer 1

分析：根據(jù)反應(yīng)的圖象可知，在加入80g稀鹽酸即第4次加入后，恰好反應(yīng)完全，此后再加稀鹽酸也不再會反應(yīng)放出二氧化碳了，因此，前四次實(shí)驗(yàn)固體都得到充分反應(yīng)；
根據(jù)第1次反應(yīng)的數(shù)據(jù)可推知每加入20g稀鹽酸，充分反應(yīng)后，剩余固體減少的質(zhì)量，據(jù)此規(guī)律可推斷a值；
4次反應(yīng)固體物質(zhì)減少的質(zhì)量即為樣品中碳酸鈣的質(zhì)量，據(jù)此計(jì)算樣品中碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
計(jì)算5次所加稀鹽酸完全反應(yīng)生成氯化鈣質(zhì)量即為10%氯化鈣溶液中溶質(zhì)質(zhì)量，據(jù)此計(jì)算10%的氯化鈣溶液總質(zhì)量與反應(yīng)后所得氯化鈣溶液質(zhì)量差即為還需加水量．

解答：解：
（1）每加入20g稀鹽酸固體質(zhì)量將會減少35g-30g=5g，所以，第2次加入20g稀鹽酸后，所剩余固體的質(zhì)量=30g-5g=25g；
故答案為：25g；
（2）第4次加入稀鹽酸后，固體物質(zhì)總共減少的質(zhì)量=5g×4=20g，
則石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

20g

35g

×100%≈57.1%
（3）由表格信息可知每20g鹽酸消耗5g碳酸鈣，所以第5次加鹽酸后，反應(yīng)消耗碳酸鈣質(zhì)量=5×5g=25g
設(shè)25g碳酸鈣完全反應(yīng)生成氯化鈣質(zhì)量為x，同時(shí)放出二氧化碳質(zhì)量為y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100         111      44
25g          x       y

100

111

=

25

x

  x=27.75g

100

44

=

25g

y

   y=11g
10%的氯化鈣溶液質(zhì)量=27.75g÷10%=277.5g
反應(yīng)后所得溶液質(zhì)量=100g+25g-11g=114g
則還需要加水質(zhì)量=277.5g-114g=163.5g
答：石灰石樣品中CaCO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為57.1%；還需要向?yàn)V液中加入水163.5g．

點(diǎn)評：根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)，推斷每加20g稀鹽酸可以反應(yīng)5g碳酸鈣，加100g稀鹽酸則需要消耗25g碳酸鈣．