Question

14．某化學(xué)興趣小組為了測(cè)定一批石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取用4g石灰石樣品，將40g稀鹽酸分為4次加入樣品中（石灰石樣品中所含的雜質(zhì)不溶于水和鹽酸），充分反應(yīng)后經(jīng)過(guò)濾、干燥等操作，最后稱(chēng)量，得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	第1次	第2次	第3次	第4次
加入稀鹽酸的質(zhì)量	10g	10g	10g	10g
剩余固體的質(zhì)量	3.0g	2.0g	1.0g	0.4g

請(qǐng)計(jì)算：
（1）從以上數(shù)據(jù)可知，這四次實(shí)驗(yàn)中，第4次石灰石樣品中碳酸鈣完全反應(yīng)．
（2）該石灰石樣品碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
（3）所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
（4）最后所得溶液中氯化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？

Answer 1

分析 （1）通過(guò)比較每10g稀鹽酸碳后酸鈣減少的質(zhì)量來(lái)確定反應(yīng)是否完全進(jìn)行．
（2）由樣品質(zhì)量和雜質(zhì)質(zhì)量就可以計(jì)算出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（3）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量計(jì)算鹽酸完全反應(yīng)時(shí)消耗的HCl的質(zhì)量，利用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計(jì)算該稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，前三次所加入的稀鹽酸都完全發(fā)生了反應(yīng)，在計(jì)算稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)可使用前三次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．
（4）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，計(jì)算氯化鈣的質(zhì)量，進(jìn)一步計(jì)算最后所得溶液中氯化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）比較第加入一、二、三次的數(shù)據(jù)可知：10g鹽酸完全反應(yīng)可以消耗碳酸鈣3.0g-2.0g=1g；第四次中僅減少了1.0g-1.4g=0.6g，沒(méi)有減少到1g，說(shuō)明此時(shí)碳酸鈣已完全反應(yīng)，樣品中含有0.4g雜質(zhì)．
（2）樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 $\frac{4g-0.4g}{4g}$×100%=90%
（3）設(shè)與1克碳酸鈣反應(yīng)的HCl的質(zhì)量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑ 
100        73
1g          x      
 $\frac{100}{1g}=\frac{73}{x}$
X=0.73g
所以稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.73g}{10g}$×100%=7.3%．
（4）設(shè)完全反應(yīng)生成的氯化鈣的質(zhì)量為y，生成二氧化碳質(zhì)量為z，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑ 
100                    111            44
4g-0.4g                y               z
$\frac{100}{4g-0.4g}=\frac{111}{y}$
y=3.996g
$\frac{100}{4g-0.4g}=\frac{44}{z}$
z=1.584g
最后所得溶液中氯化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{3.996g}{（4g-0.4g）+40g-1.584g}×100%$=9.5%
答：（1）第4次石灰石樣品中碳酸鈣完全反應(yīng)，（2）該石灰石樣品碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是90%．
（3）所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是7.3%．（4）最后所得溶液中氯化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.5%．

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算時(shí)，一定要選取溶液中溶質(zhì)完全反應(yīng)時(shí)的數(shù)據(jù)計(jì)算溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量，這樣求得的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)才是溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．