Question

某興趣小組的同學為測定某石灰石中碳酸鈣（假設：石灰石中的雜質不與鹽酸反應）的質量分數(shù)，稱取一定質量的石灰石置于燒杯中，用某濃度的稀鹽酸100g，分5次加入，每次充分反應后，取出固體，經(jīng)過濾、洗滌、干燥等操作后稱重，各次稀鹽酸用量和剩余固體質量記錄如下：

實驗次數(shù)	稀鹽酸的用量（g）	剩余固體的質量（g）
①	20	16.25
②	40	12.50
③	60	m
④	80	5.00
⑤	100	n

請細心觀查表格和圖象，回答下列問題：
（1）第

4

次石灰石中的碳酸鈣與鹽酸恰好反應完畢．
（2）表格中m=

8.75

g，n=

5.00

g．
（3）計算該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)．
（4）計算該石灰石樣品完全反應生成二氧化碳的質量．

Answer 1

分析：（1）由圖示可知，剩余固體的質量為5.0g時，已是完全反應．對照表格可知是第四次反應完畢；
（2）因為從①②次反應數(shù)據(jù)可知，每次剩余固體減少的質量都是3.75g，據(jù)此可以計算出第三次剩余固體的質量，依據(jù)第四次反應恰好完成則可知n的值；
（3）碳酸鈣和鹽酸充分反應后，剩余的固體物質就是雜質，根據(jù)“石灰石的質量-雜質質量=碳酸鈣的質量”計算出碳酸鈣的質量，然后根據(jù)質量分數(shù)公式計算出石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)；
（5）根據(jù)碳酸鈣和稀鹽酸反應的化學方程式和參與反應的碳酸鈣的質量，就可計算出生成的二氧化碳的質量．

解答：解：（1）因為從①②次反應數(shù)據(jù)可知，每次剩余固體減少的質量都是3.75g，即每反應鹽酸的質量是20g時消耗的碳酸鈣質量是3.75g，故m=12.5g-3.75g=8.75g，按照此反應的情況④中的固體是恰好完全反應．碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳．反應的化學方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）因為從①②次反應數(shù)據(jù)可知，每次剩余固體減少的質量都是3.75g，故m=12.5g-3.75g=8.75g．依據(jù)第四次反應恰好完成則可知n=5.0g；
（3）由圖示可知，反應前石灰石的質量為20g，碳酸鈣和鹽酸充分反應后，剩余的固體物質的質量為5g，故碳酸鈣的質量分數(shù)為：

20g-5g

20g

×100%=75%．
（4）設生成二氧化碳的質量為x，由于最后在20g固體中只有5g固體是不反應的，所以碳酸鈣的質量為20g-5g．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
100                 44
20g-5g              x

100

20g-5g

=

44

x

解之得：x=6.6g
故答案為：（1）第4次；（2）8.75；5.00；（3）該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為75%．（4）計算該石灰石樣品完全反應生成二氧化碳的質量為6.6g．

點評：本題難度不是很大，主要考查了如何根據(jù)圖象去分析數(shù)據(jù)及根據(jù)化學方程式的計算，培養(yǎng)學生分析數(shù)據(jù)的能力和解決問題的能力．