Question

【題目】計(jì)算題

(1)某地產(chǎn)石灰石所含雜質(zhì)不溶于水也不與鹽酸反應(yīng)。為測(cè)定該石灰石中碳酸鈣的含量，現(xiàn)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：稱取25g石灰石放在質(zhì)量為145g的燒杯中，向其中加入100g稀鹽酸，反應(yīng)恰好完全，此時(shí)稱量燒杯及其中溶液，總質(zhì)量為261.2g，求：

①石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量為__________克。

②反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________(保留兩位有效數(shù)字)。

(2)某廠的某鋼樣粉末28.36 g（假設(shè)只含Fe和C），在氧氣流中充分反應(yīng)，將產(chǎn)生的氣體通入足量的澄清石灰水中，得到3 g白色沉淀。

①計(jì)算可得此鋼樣粉末中鐵和碳的質(zhì)量之比為__________。

②再取三份不同質(zhì)量的鋼樣粉末分別加到50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的硫酸中，充分反應(yīng)后，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：（標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2克 H2的體積為22.4L）

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
加入鋼樣粉末的質(zhì)量 / g	2.836	5.672	8.508
生成氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）/ L	1.12	2.24	2.80

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計(jì)算，硫酸溶液中H2SO4溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是__________

Answer 1

【答案】20 20%或0.20 700：9 24.5%或0.245

【解析】

(1)根據(jù)質(zhì)量守恒定律，燒杯及其中物質(zhì)減少的質(zhì)量就是生成的二氧化碳的質(zhì)量，由二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的方程式可求出碳酸鈣、氯化鈣的質(zhì)量，由以上數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。

(2)碳能與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，鐵能與硫酸反應(yīng)生成氫氣，根據(jù)表格提供的數(shù)據(jù)可知，每2.836g鋼樣粉末能生成氫氣1.12L，第三次加入8.508g鋼樣只生成氫氣2.80L，則此時(shí)硫酸全部參加反應(yīng)，鋼樣有剩余，所以可知50g硫酸共生成氫氣2.80L，此時(shí)可以根據(jù)氫氣的量求得硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，加入的m鋼樣粉末只有鐵參加反應(yīng)，求得參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量，即可求得剩余固體的質(zhì)量。

①由題意可知，反應(yīng)中生成的二氧化碳的質(zhì)量為：25g+145g+100g+100g-261.2g=8.8g，根據(jù)反應(yīng)方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑可知：每100gCaCO3反應(yīng)產(chǎn)生44gCO2，則反應(yīng)產(chǎn)生8.8gCO2氣體，反應(yīng)消耗20gCaCO3；

②根據(jù)反應(yīng)方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑可知：每100gCaCO3反應(yīng)產(chǎn)生111gCaCl2、產(chǎn)生44gCO2，則反應(yīng)產(chǎn)生8.8gCO2氣體，反應(yīng)會(huì)同時(shí)產(chǎn)生22.2g CaCl2，則反應(yīng)后產(chǎn)生的CaCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=20.0%；

(2)① C+O2CO2 ①

CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O ②

根據(jù)方程式①②可得關(guān)系式 C～ ～ ～CaCO3：每反應(yīng)產(chǎn)生100gCaCO3需反應(yīng)消耗12gC，則產(chǎn)生3g碳酸鈣沉淀需要碳的質(zhì)量為×12g=0.36g，因此28.36g鋼樣中含有鐵的質(zhì)量為28.36g-0.36g=28g，所以鋼樣粉末中鐵和碳的質(zhì)量之比為：28g：0.36g=700：9；

②根據(jù)表格提供的數(shù)據(jù)可知，每2.836g鋼樣粉末能生成氫氣1.12L，第三次加入8.508g鋼樣只生成氫氣2.80L，說(shuō)明此時(shí)硫酸全部參加反應(yīng)，鋼樣有剩余，所以可知50g硫酸共生成氫氣2.80L，氫氣的質(zhì)量m(H2)=×2g=0.25g，根據(jù)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，根據(jù)方程式可知反應(yīng)消耗98g硫酸，反應(yīng)產(chǎn)生2gH2，則反應(yīng)產(chǎn)生0.25gH2消耗硫酸的質(zhì)量是m(H2SO4)=×98g=12.25g，所以硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=24.5%。