Question

8．有一種石灰石樣品，其中含有的雜質是二氧化硅．某學生想測定該樣品的純度，他取用2克這種石灰石樣品，把20克稀鹽酸分4次加入，充分反應后剩余固體的質量見下表．

稀鹽酸的用量	第1次加入5克	第2次加入5克	第3次加入5克	第4次加入5克
剩余固體的質量	1.315克	0.63克	0.3克	0.3克

問：
（1）2克石灰石樣品中，有雜質多少克？
（2）石灰石樣品的純度是多少？
（3）100千克這種純度的石灰石充分煅燒后，可得到固體多少千克？

Answer 1

分析 （1）由于樣品中除碳酸鈣外，其余的成分既不與鹽酸反應，也不溶解于水，因此由表中每次加入5g稀鹽酸固體減少的質量關系可判斷：每加入5g稀鹽酸固體應減少0.685g；據(jù)此規(guī)律，由第三次加入鹽酸后固體質量的減少值小于0.685g可判斷此次反應后碳酸鈣已完全反應；剩余的固體為雜質，據(jù)此可知雜質的質量；
（2）利用樣品雜質的質量，由此求出石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)；
（3）根據(jù)碳酸鈣高溫下分解反應的化學方程式，確定分解的碳酸鈣與放出二氧化碳的質量關系，可由石灰石中碳酸鈣的質量計算求出能得到二氧化碳氣體的質量．

解答 解：（1）根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)可得，每加入5g稀鹽酸，固體質量減少0.685g，第三次加入稀鹽酸后，固體減少的質量=0.63g-0.3g=0.33g，小于0.685g，即此時碳酸鈣已完全反應；所以剩余的0.3g固體即為雜質的質量；
（2）由上述分析可知，碳酸鈣的質量為：2g-0.3g=1.7g；
石灰石樣品的純度是：$\frac{1.7g}{2g}×100%$=85%
（3）設能得到二氧化碳的質量為x
CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
100                         44
100kg×85%              x
$\frac{100}{44}=\frac{100kg×85%}{x}$    解得：x=37.4kg
可得到固體的質量為：100kg-37.4kg=62.6kg
答：（1）2克石灰石樣品中，有雜質0.3克；
（2）石灰石樣品的純度是85%；
（3）100千克這種純度的石灰石充分煅燒后，可得到固體62.6千克．

點評 根據(jù)圖表中剩余固體的質量，分析每次加入相同稀鹽酸所減少的質量即樣品中被反應掉碳酸鈣的質量，判斷出第四次加稀鹽酸后碳酸鈣完全反應，此為本題的突破口．