Question

某同學為了測定漢白玉中碳酸鈣的質量分數，稱取5.55 g研碎的漢白玉粉末，進行四次高溫加熱（雜質不參加反應）、冷卻、稱量剩余固體的重復操作．記錄數據如

操作次序	第一次	第二次	第三次	第四次
剩余固體質量（g）	4.25	3.95	3.35	3.35

請計算：
（1）完全反應后生成二氧化碳________g．
（2）求漢白玉中碳酸鈣的質量分數．
（3）該同學為了其他研究需要，另取一定質量的漢白玉粉與鎂粉混合，在空氣中加熱至反應完全（雜質不參加反應），測得反應前后質量不變，求漢白玉粉和鎂粉的質量比．

Answer 1

解：（1）完全反應后生成二氧化碳的質量為：5.55g-3.35g=2.2g．
故答案為：2.2．
（2）設參與反應的CaCO₃的質量為x，
CaCO₃CaO+CO₂↑
100 44
x 2.2g
∴
解之得：x=5g，
漢白玉中碳酸鈣的質量分數為：≈90.1%．
答：漢白玉中碳酸鈣的質量分數為90.1%．
（3）CaCO₃CaO+CO₂↑，2Mg+O₂=2MgO，
觀察方程式可得，反應放出的CO₂的質量等于反應吸收的O₂的質量，
故設O₂的質量=CO₂的質量=X，
則原有CaCO₃的質量==，Mg的質量==1.5X，
又因為漢白玉含CaCO₃90.1%，所以漢白玉粉有÷90.1%≈2.5X，
所以漢白玉粉與鎂粉的質量比為2.5x：1.5x=5：3．
答：漢白玉粉和鎂粉的質量比為5：3．
分析：（1）由圖表可知，第三次和第四次剩余固體的質量相等，說明，第三次反應已是完全反應．由于生成的氣體逸出，所以根據質量守恒定律“參加反應前各物質的質量總和等于反應后生成各物質的質量總和”可知，完全反應后生成二氧化碳的質量=反應前漢白玉粉末的質量-剩余固體的質量；
（2）根據碳酸鈣高溫加熱的化學方程式，得出各物質之間的質量比，列出比例式，即可求出參與反應的CaCO₃的質量．然后根據質量分數公式計算即可；
（3）根據CaCO₃和Mg在空氣中加熱的化學方程式和已知條件可知，CaCO₃反應放出的CO₂的質量等于Mg反應吸收的O₂的質量．因此根據方程式得出表示CaCO₃和Mg的質量的代數式，再進行比較即可．
點評：本題主要考查學生運用化學方程式和質量守恒定律進行計算的能力．