Question

16．小明欲測量一石灰石中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，將100g鹽酸平均分5次加入到30g石灰石樣品中（已知雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)也不溶于水，CaCO₃與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑），得到如下數(shù)據(jù)．

次數(shù)	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
加入鹽酸的質(zhì)量/g	20	20	20	20	20
剩余固體的質(zhì)量/g	25	a	15	10	10

（1）第2次加入鹽酸后，a為20克．
（2）石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量是20克．
（3）第4次實驗后生成的CaCl₂溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（列式計算，結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

分析 本題重在分析數(shù)據(jù)的有效性．樣品是30g，加入第一個20g鹽酸的時候，剩余固體是25g，說明反應(yīng)掉的碳酸鈣的質(zhì)量為5g．根據(jù)后面的數(shù)據(jù)可知此時碳酸鈣應(yīng)該有剩余，也就是20g鹽酸和5g碳酸鈣是恰好完全反應(yīng)．所以第二次再加20g鹽酸，反應(yīng)掉的碳酸鈣還可能是5g，即還剩余20g固體，根據(jù)后面的固體質(zhì)量可知，第二次應(yīng)該也是反應(yīng)掉5g．剩余20g．即a=20g．第三次加入20g鹽酸，是從剩余的20g固體減少為15g，第四次加入20g鹽酸，是從剩余的15g固體減少為10g，第五次加入20g鹽酸，固體不再減少，說明此時第四次恰好完全反應(yīng)，最后的10g不含碳酸鈣成分．題目中要計算反應(yīng)所以溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，就需要求溶質(zhì)和溶液的總質(zhì)量．

解答 解：（1）樣品是30g，加入第一個20g鹽酸的時候，剩余固體是25g，說明反應(yīng)掉的碳酸鈣的質(zhì)量為5g．根據(jù)后面的數(shù)據(jù)可知此時碳酸鈣應(yīng)該有剩余，也就是20g鹽酸和5g碳酸鈣是恰好完全反應(yīng)．所以第二次再加20g鹽酸，反應(yīng)掉的碳酸鈣還可能是5g，即還剩余20g固體，根據(jù)后面的固體質(zhì)量可知，第二次應(yīng)該也是反應(yīng)掉5g．剩余20g．即a=20g．
（2）第三次加入20g鹽酸，是從剩余的20g固體減少為15g，第四次加入20g鹽酸，是從剩余的15g固體減少為10g，第五次加入20g鹽酸，固體不再減少，說明此時第四次恰好完全反應(yīng)，最后的10g不含碳酸鈣成分，所以樣品中碳酸鈣的質(zhì)量是30g-10g=20g
（3）第4次實驗后生成的CaCl₂的質(zhì)量為x，生成二氧化碳的質(zhì)量為y．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100        111       44
20g         x        y
$\frac{100}{20g}$=$\frac{111}{x}$=$\frac{44}{y}$
x=22.2g，y=8.8g
第4次實驗后生成的CaCl₂溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{22.2g}{80g+20g-8.8g}$×100%=24.4%
答：第4次實驗后生成的CaCl₂溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是24.4%．

點評 在有表格的計算中，我們要根據(jù)表格中所給的數(shù)據(jù)分析并得出我們所需要的物質(zhì)的質(zhì)量，然后再利用化學(xué)方程式進行計算．