Question

14．為了探究石灰石的純度（假設(shè)樣品中的雜質(zhì)既不溶于水也不與鹽酸反應(yīng)），稱取40g石灰石樣品等分為4份（分別編號為①②③④），每份樣品分別與一定量的稀鹽酸反應(yīng)，所得數(shù)據(jù)如下表所示：

樣品編號	①	②	③	④
稀鹽酸的質(zhì)量	20g	40g	m（80＜m＜130）g	130g
剩余固體的質(zhì)量	8g	6g	2g	2g

然后，為了探究石灰石與稀鹽酸反應(yīng)后所得廢液中的溶質(zhì)成分，將編號 ③所得廢液過濾，取濾液質(zhì)量的$\frac{1}{4}$于燒杯中，向其中滴加質(zhì)量分數(shù)為10.6%的碳酸鈉溶液使其充分反應(yīng)直至過量，有關(guān)的變化如圖所示：分析題中有關(guān)信息和圖象，回答下列問題：
（1）石灰石樣品的純度為80%．
（2）圖象中5-25階段發(fā)生的反應(yīng)方程式是CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl．
（3）編號③所用稀鹽酸的質(zhì)量m為85g （要寫計算過程）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)分析石灰石樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量，據(jù)此可計算出碳酸鈣的質(zhì)量和石灰石樣品的純度；
（2）根據(jù)碳酸鈉能與氯化鈣的反應(yīng)沉淀寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，每消耗2gCaCO₃需要20g稀鹽酸，據(jù)此可求出與碳酸鈣反應(yīng)的稀鹽酸質(zhì)量分數(shù)和溶質(zhì)的分數(shù)；根據(jù)碳酸鈣的質(zhì)量求出與碳酸鈣反應(yīng)的稀鹽酸的溶質(zhì)量的質(zhì)量，再根據(jù)碳酸鈉求出與碳酸鈉反應(yīng)的稀鹽酸的溶質(zhì)的質(zhì)量，最后求出m的質(zhì)量．

解答 解：（1）由最后兩次數(shù)據(jù)知：最后剩余的2g固體為雜質(zhì)，所以CaCO₃的質(zhì)量為8g，石灰石樣品的純度為：$\frac{8g}{10g}×100%$=80%；
（2）由圖象可知，圖象中5-25階段是碳酸鈉能與氯化鈣的反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和氯化鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；
（3）由表格前兩次數(shù)據(jù)知：每消耗2gCaCO₃需要20g稀鹽酸，所以8g CaCO₃需要消耗鹽酸的質(zhì)量為80g，
設(shè)碳酸鈣剛好反應(yīng)完時，消耗HCl x g
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
 100       73
 8g          x  
 x=5.84g
鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{5.84g}{80g}×100%$=7.3%
再結(jié)合圖象可知：當(dāng)加入5gNa₂CO₃溶液之前，一直沒有沉淀產(chǎn)生，再次說明鹽酸過量了
設(shè)剩余HCl y g
這個時候發(fā)生的反應(yīng)為：
2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O
73    106
y    5g×10.6%      
$\frac{73}{106}=\frac{y}{5g×10.6%}$
解得：y=0.365g
所以編號③所用稀鹽酸的質(zhì)量m為：80g+$\frac{0.365g}{7.3%}$=85g；
故答為：（1）80%；（2）CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl；（3）85g．

點評 本題主要考查了化學(xué)方程式的計算，難度較大，在計算m的質(zhì)量時要注意鹽酸的質(zhì)量要包括兩部分，一份與碳酸鈣發(fā)生了反應(yīng)另一部分與碳酸鈉發(fā)生了反應(yīng)．