Question

5．某學(xué)校化學(xué)興趣小組的同學(xué)想測(cè)定某同學(xué)家裝修后剩余大理石中碳酸鈣的含量，做了如下實(shí)驗(yàn)：首先稱取50g該大理石樣品，然后將200g的稀鹽酸分5次加入（假設(shè)其中的雜質(zhì)既不溶于水也不與鹽酸反應(yīng)）進(jìn)行充分反應(yīng)．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)記錄如下：

稀鹽酸的質(zhì)量	第一次 40g	第二次 40g	第三次 40g	第四次 40g	第五次 40g
剩余固體質(zhì)量	40g	ag	20g	10g	5g

（1）a的數(shù)值為30；
（2）寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）根據(jù)已知條件列出求解生成二氧化碳總質(zhì)量（X）的比例式$\frac{100}{44}=\frac{45}{X}$；
（4）第二次反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量是24.3%；
（5）某工廠要想制得280t含雜質(zhì)19%的生石灰，在制備過(guò)程中損失了10%的原料，需要這種大理石廢料的質(zhì)量為500t．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)第一次加入40g稀鹽酸，導(dǎo)致固體由50g變成了40g，減少了10g，第三次也是有20g變成10g，說(shuō)明每加入40g鹽酸能夠使固體減少10g，依據(jù)雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)的是碳酸鈣，結(jié)合方程式計(jì)算出所用稀鹽酸溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并據(jù)溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)式分析解答；
（2）碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，據(jù)此書寫方程式；
（3）第5次加入40g鹽酸，固體減少5g，說(shuō)明樣品中碳酸鈣反應(yīng)完畢，依據(jù)碳酸鈣的總質(zhì)量計(jì)算生成的二氧化碳的總質(zhì)量，列出比例式；
（4）利用第二次實(shí)驗(yàn)所消耗碳酸鈣的量，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，計(jì)算出生成的氯化鈣的質(zhì)量，由溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式，求出加入水后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）由50g樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量是5g，計(jì)算樣品中碳酸鈣的純度，并據(jù)碳酸鈣分解的反應(yīng)方程式計(jì)算需要大理石的質(zhì)量

解答 解：（1）第一次加入40g稀鹽酸，導(dǎo)致固體由50g變成了40g，減少了10g，第三次也是有20g變成10g，說(shuō)明每加入40g鹽酸反應(yīng)10g碳酸鈣，即a=40g-10g=30g；
（2）碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）要求生成二氧化碳的總質(zhì)量，則須求出所有碳酸鈣反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量，第5次加入40g鹽酸，固體減少5g，說(shuō)明樣品中碳酸鈣反應(yīng)完畢，所以碳酸鈣的總質(zhì)量是50g-5g=45g
設(shè)45g碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的總質(zhì)量是X
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
45g                  X
則求解生成二氧化碳總質(zhì)量的比例式是：$\frac{100}{44}=\frac{45}{X}$；
（4）第二次反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量是20g，設(shè)生成的二氧化碳的質(zhì)量是a，生成氯化鈣的質(zhì)量是b
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100         111      44
20g          b       a
$\frac{100}{20g}=\frac{111}=\frac{44}{a}$
b=22.2g
a=8.8g
所以向第二次反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{22.2g}{20g+80g-8.8g}$×100%=24.3%；
（5）根據(jù)以上分析，該大理石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{45g}{50g}$×100%=90%
設(shè)需要這種大理石的質(zhì)量為n
 CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
 100        56
n×90%  280t×（1-10% ）
$\frac{100}{n×90%}=\frac{56}{280t×（1-10%）}$
n=500t
故答案為：
（1）30；
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）$\frac{100}{44}=\frac{45}{X}$；
（4）23.4%；
（5）500t．

點(diǎn)評(píng) 本題考查綜合、全面，分析透徹每次加入40g稀鹽酸固體剩余物質(zhì)量的變化，對(duì)反應(yīng)進(jìn)行的情況進(jìn)行判斷，這是解決本題的基礎(chǔ)，該題可很好考查學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力，本題涉及的方程式計(jì)算較多，要找準(zhǔn)已知量，細(xì)心分析．