Question

14．石灰廠為了測定一批石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，取用4g石灰石樣品，把20g稀鹽酸分4次加入樣品中（樣品中除碳酸鈣外，其余的成分既不與鹽酸反應(yīng)，也不溶于水），充分反應(yīng)后經(jīng)過濾、干燥等操作，最后稱量，得實驗數(shù)據(jù)如下表：

稀鹽酸的用量	第一次加入5g	第二次加入5g	第三次加入5g	第四次加入5g
剩余固體的質(zhì)量	3g	2g	l g	1g

（1）該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是75%；
（2）煅燒這種石灰石樣品100t，最多能制得生石灰多少？
（3）計算該稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)（指這20g的稀鹽酸中HCl所占的百分含量）
（后二小題應(yīng)寫出計算過程，結(jié)果精確到0.1%）．

Answer 1

分析 （1）由于樣品中除碳酸鈣外，其余的成分既不與鹽酸反應(yīng)，也不溶于水，因此第三次、第四次實驗所剩余的固體即不發(fā)生反應(yīng)也不溶于水的雜質(zhì)固體的質(zhì)量；
（2）可由碳酸鈣的質(zhì)量，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)量計算出生成的氧化鈣的質(zhì)量；
（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)量計算鹽酸完全反應(yīng)時消耗的HCl的質(zhì)量，利用$\frac{HCl的質(zhì)量}{稀鹽酸的質(zhì)量}$×100%，計算該稀鹽酸的質(zhì)量分數(shù)；根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，前三次所加入的稀鹽酸都完全發(fā)生了反應(yīng)，在計算稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)時可使用前三次的實驗數(shù)據(jù)．

解答 解：（1）每加入5g稀鹽酸可反應(yīng)1g碳酸鈣，而第四次加入稀鹽酸所剩余固體質(zhì)量卻沒減少，說明碳酸鈣已完全反應(yīng)，剩余固體為雜質(zhì)；則
石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{4g-1g}{4g}$×100%=75%
故答案為：75%；
（2）設(shè)能得到氧化鈣的質(zhì)量為x
CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
100                           56 
100t×75%                  x
$\frac{100}{100t×75%}=\frac{56}{x}$
 解得 x=42t，
答：100t該石灰石經(jīng)煅燒可得生石灰42t；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知第三次加入5g稀鹽酸后，3g碳酸鈣與15g稀鹽酸剛好完全反應(yīng)．
設(shè)稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73
3g     x
$\frac{100}{3g}=\frac{73}{x}$ 
x=2.19g
稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{2.19g}{15g}$×100%=14.6%
答：稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為14.6%．

點評 根據(jù)反應(yīng)進行參加反應(yīng)的溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)計算時，一定要選取溶液中溶質(zhì)完全反應(yīng)時的數(shù)據(jù)計算溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量，這樣求得的溶質(zhì)質(zhì)量才是溶液中全部溶質(zhì)的質(zhì)量．