Question

某化學興趣小組采集一些石灰石樣品，進行了下列實驗：取4份質量不同的石灰石樣品，分別與27.0克相同溶質質量分數的稀鹽酸充分反應后（石灰石樣品中的雜質即不溶于水，也不與鹽酸反應），經過濾、干燥，稱量剩余固體的質量．剩余固體的質量與所取樣品質量的關系如下表所示：

實驗序號	石灰石樣品質量/g	稀鹽酸的質量/g	剩余固體質量/g
1	1	27	0.1
2	2	27	0.2
3	3	27	0.3
4	4	27	1.3

試計算：（1）石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數．
（2）所用稀鹽酸中溶質的質量分數．

Answer 1

【答案】分析：由反應質量表可知，前三次實驗中石灰石中碳酸鈣完全反應，而第四次實驗因鹽酸量不足，石灰石中碳酸鈣未能完全反應；1.0g石灰石完全反應剩余0.1g固體可知，1.0g該石灰石樣品中含碳酸鈣質量=1.0g-0.1g=0.9g，含雜質0.1g；
因此，第四次實驗中參加反應的碳酸鈣質量=4.0g-1.3g=2.7g；
計算所用稀鹽酸中溶質質量分數時，應選取鹽酸完全反應的第四次實驗所記錄數據進行，而前三次實驗因鹽酸未全部參加反應，不能用作計算稀鹽酸的溶質質量分數．
解答：解：（1）由碳酸鈣完全反應的前三次實驗數據可知：每1.0g該石灰石樣品中含碳酸鈣質量=1.0g-0.1g=0.9g，
該組樣品中碳酸鈣的質量分數=×100%=90%；
（2）由第4次實驗的數據得，消耗碳酸鈣的質量=4g-1.3g=2.7g
設27.0g稀鹽酸中HCl質量為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73
2.7g   x
100：73=2.7g：x
x=1.971g
稀鹽酸中溶質的質量分數=×100%=7.3%
答：（1）石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為90%；
（2）所用稀鹽酸中溶質的質量分數為7.3%．
點評：第四次實驗中所剩余的1.3g固體為雜質及未反應完的碳酸鈣的混合物，反應后前后質量差即為反應所消耗的碳酸鈣質量．