Question

9．化學(xué)興趣小組為測定一批石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，取用2g石灰石樣品，把20g稀鹽酸（氯化氫的水溶液）分4次加入樣品中（樣品中除碳酸鈣外，其余成分既不與鹽酸反應(yīng)，也不溶解于水），充分反應(yīng)后經(jīng)過濾、干燥等操作，最后稱量，得實驗數(shù)據(jù)如表：

稀鹽酸的用量	剩余固體的質(zhì)量
第一次加入5g	1.5g
第二次加入5g	1g
第三次加入5g	0.5g
第四次加入5g	0.3g

（1）從以上數(shù)據(jù)可知，這四次實驗中，第四次石灰石樣品中碳酸鈣已完全反應(yīng)．
（2）石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為85%．
（3）求所用稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

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0.5g；據(jù)此規(guī)律，由第四次加入鹽酸后固體質(zhì)量的減少值也應(yīng)該等于0.5g，但是題中所給數(shù)據(jù)為0.3g，只減少了0.2g，所以可以判斷第四次加入稀鹽酸時碳酸鈣已完全反應(yīng)；
（2）第四次加入稀鹽酸時碳酸鈣已完全反應(yīng)從而可以得出石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量，然后利用樣品質(zhì)量與剩余固體質(zhì)量差，可計算出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量，由此求出石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)；
（3）根據(jù)前三次實驗中5g稀鹽酸完全反應(yīng)消耗0.5g碳酸鈣以及反應(yīng)的化學(xué)方程式計算所用稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量，進而由溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的計算方法計算出質(zhì)量分數(shù)即可；

解答 解：
（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0.5g；據(jù)此規(guī)律，由第四次加入鹽酸后固體質(zhì)量的減少值也應(yīng)該等于0.5g，但是題中所給數(shù)據(jù)為0.3g，只減少了0.2g，所以可以判斷第四次加入稀鹽酸時碳酸鈣已完全反應(yīng)；
（2）碳酸鈣的質(zhì)量=2g-0.3g=1.7g
石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{1.7g}{2g}$×100%=85%；
答：石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為85%；
（3）設(shè)所用稀鹽酸5g中溶質(zhì)的質(zhì)量為x
前三次實驗中5g稀鹽酸完全反應(yīng)消耗0.5g碳酸鈣，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73
0.5g   x
$\frac{100}{0.5g}=\frac{73}{x}$
x=0.365g
所用稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{0.365g}{5g}$×100%=7.3%
答案：
（1）四
（2）85%
（3）所用稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)7.3%；

點評 本題難度較大，考查了根據(jù)化學(xué)方程式的計算，根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析出石灰石樣品中的碳酸鈣與稀鹽酸恰好完全反應(yīng)的實驗是正確解答本題的關(guān)鍵所在．