Question

19．有一種石灰石樣品的成分是CaCO₃和SiO₂．課外小組同學將100g鹽酸分5次加入到35g石灰石樣品中（已知SiO₂不與鹽酸反應），得到如下部分數(shù)據(jù)和圖象．

次數(shù)	第1次	第2次	第3次
加入鹽酸的質(zhì)量/g	20	20	20
剩余固體的質(zhì)量/g	30	a	20

請計算：
（1）第2次加入鹽酸后，a為25g．
（2）鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為多少？
（3）加入100克鹽酸后CaCl₂溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應的圖象可知，在加入80g稀鹽酸即第4次加入后，恰好反應完全，此后再加稀鹽酸也不再會反應放出二氧化碳了，因此，前四次實驗固體都得到充分反應；根據(jù)第1次反應的數(shù)據(jù)可推知每加入20g稀鹽酸，充分反應后，剩余固體減少的質(zhì)量，據(jù)此規(guī)律可推斷a值；
（2）利用第四次反應恰好反應完全以及方程式可以計算反應的氯化氫的質(zhì)量，進而計算鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)；
（3）4次反應固體物質(zhì)減少的質(zhì)量即為樣品中碳酸鈣的質(zhì)量，據(jù)此計算生成二氧化碳的質(zhì)量即可；由化學方程式可得到各物質(zhì)的質(zhì)量比，列出比例式計算出所需數(shù)據(jù)，再根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)計算即可．

解答 解：（1）由第一次加入20g稀鹽酸固體質(zhì)量將會減少35g-30g=5g，所以結(jié)合圖象中的信息可知：第2次加入20g稀鹽酸后，所剩余固體的質(zhì)量=30g-5g=25g；
（2）由圖象可知在加入80g稀鹽酸即第4次加入后，恰好反應完全，故第4次加入稀鹽酸后，固體物質(zhì)總共減少的質(zhì)量=5g×4=20g，及樣品中碳酸鈣的質(zhì)量是20g
設(shè)20g碳酸鈣完全反應生成二氧化碳質(zhì)量為x，反應的氯化氫質(zhì)量是y，反應后溶液中CaCl₂的質(zhì)量為z，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73     111      44
20g    y      z        x
$\frac{100}{20g}=\frac{73}{y}=\frac{111}{z}=\frac{44}{x}$
x=8.8g
y=14.6g
z=22.2g
（2）鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{14.6g}{80g}$×100%=18.3%
（3）反應后溶液中CaCl₂的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{22.2g}{100g+20g-8.8g}$×100%≈20%
答案：
（1）25；
（2）鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為18.3%；
（3）反應后溶液中CaCl₂的質(zhì)量分數(shù)為20%．

點評 本題要求學生了解完全反應和不完全反應的概念及特點，觀察圖表，分析數(shù)據(jù)，正確解答．