Question

8．有一種石灰石樣品，其中含有的雜質(zhì)是二氧化硅．某學(xué)生想測(cè)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(yīng)后剩余固體的質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(yīng)，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(zhì)量關(guān)系可判斷：每加入5g稀鹽酸固體應(yīng)減少0.685g；據(jù)此規(guī)律，由第三次加入鹽酸后固體質(zhì)量的減少值小于0.685g可判斷此次反應(yīng)后碳酸鈣已完全反應(yīng)；剩余的固體為雜質(zhì)，據(jù)此可知雜質(zhì)的質(zhì)量；
（2）利用樣品雜質(zhì)的質(zhì)量，由此求出石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）根據(jù)碳酸鈣高溫下分解反應(yīng)的化學(xué)方程式，確定分解的碳酸鈣與放出二氧化碳的質(zhì)量關(guān)系，可由石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量計(jì)算求出能得到二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量．

解答 解：（1）根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，每加入5g稀鹽酸，固體質(zhì)量減少0.685g，第三次加入稀鹽酸后，固體減少的質(zhì)量=0.63g-0.3g=0.33g，小于0.685g，即此時(shí)碳酸鈣已完全反應(yīng)；所以剩余的0.3g固體即為雜質(zhì)的質(zhì)量；
（2）由上述分析可知，碳酸鈣的質(zhì)量為：2g-0.3g=1.7g；
石灰石樣品的純度是：$\frac{1.7g}{2g}×100%$=85%
（3）設(shè)能得到二氧化碳的質(zhì)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(zhì)量為：100kg-37.4kg=62.6kg
答：（1）2克石灰石樣品中，有雜質(zhì)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(diǎn)評(píng) 根據(jù)圖表中剩余固體的質(zhì)量，分析每次加入相同稀鹽酸所減少的質(zhì)量即樣品中被反應(yīng)掉碳酸鈣的質(zhì)量，判斷出第四次加稀鹽酸后碳酸鈣完全反應(yīng)，此為本題的突破口．