Question

為了測定某種石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，取5g石灰石樣品放入燒杯中，將60g稀鹽酸分成四次加入燒杯中，充分反應后，測得實驗數(shù)據(jù)如下表（樣品中的雜質(zhì)不與鹽酸反應也不溶于水）

次　數(shù)	第一次	第二次	第三次	第四次
加入稀鹽酸質(zhì)量/g	15	15	15	15
燒杯內(nèi)剩余物質(zhì)量/g	19.34	33.68	48.24	63.24

請你分析并進行有關(guān)計算：
（1）哪幾次反應后，鹽酸有剩余______．
（2）石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．
（3）上述實驗結(jié)束后，向燒杯內(nèi)的物質(zhì)中加入石灰石至不再產(chǎn)生氣泡，過濾．求濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．（結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，第一次放出二氧化碳的質(zhì)量=15克+5克-19.34克=0.66克，說明每加入15克鹽酸，放出二氧化碳的質(zhì)量為0.66克．第二次加入15克鹽酸后剩余物質(zhì)的質(zhì)量=30克+5克-0.66克×2═33.68克，說明符合題目信息，因此此時鹽酸物剩余．而第三次加入15g鹽酸，生成二氧化碳只有0.44g說明碳酸鈣此時完全反應，鹽酸有剩余，則第四次的鹽酸一點也不反應．所以第三、四次鹽酸剩余．故答案為：三、四．
（2）根據(jù)（1）的分析可知，前二次30克鹽酸和碳酸鈣完全反應，二氧化碳的質(zhì)量=30克+5克-33.68克=1.32克，第三次15g鹽酸和碳酸鈣反應，碳酸鈣有剩余產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量=0.44g．所以該反應中產(chǎn)生的二氧化碳的總量是1.32g+0.44g=1.76g．
設碳酸鈣的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
x 1.76g
═
得：x=4g∴樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)=×100%=80%．
（3）由（1）分析可知，每加入15克鹽酸放出二氧化碳的質(zhì)量為0.66克，所以加入60克鹽酸放出二氧化碳的質(zhì)量=0.66克×4═2.64克，設需要碳酸鈣的質(zhì)量為Y，生成氯化鈣的質(zhì)量為Z．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 111 44
Y Z 2.64g
═
得：Y=6g
═
得：Z=6.66克
∴反應后溶液（濾液）的質(zhì)量=60g+6g-2.64g=63.36g．
∴濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=×100%≈10.5%
答：（2）樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為80%；（3）濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為10.5%．
分析：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，第一次放出二氧化碳的質(zhì)量=15克+5克-19.34克=0.66克，說明每加入15克鹽酸，放出二氧化碳的質(zhì)量為0.66克．第二次加入15克鹽酸后剩余物質(zhì)的質(zhì)量=30克+5克-0.66克×2═33.68克，說明符合題目信息，因此此時鹽酸無剩余．而第三次加入15g鹽酸，生成二氧化碳只有0.44g說明碳酸鈣此時完全反應，鹽酸有剩余，則第四次的鹽酸一點也不反應．所以第三、四次鹽酸剩余．
（2）以前三次實驗數(shù)據(jù)為標準先求出反應產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量是1.76g，寫出化學方程式并計算出碳酸鈣的質(zhì)量，然后計算出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．
（3）四次加入鹽酸的總質(zhì)量為60克，然后析出化學方程式并計算出氯化鈣的質(zhì)量，最后計算出溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．
點評：掌握化學方程式的計算格式和規(guī)范性，學會分析表格并從中得到一些信息的方法．