Question

有一種石灰石樣品的成分是CaCO₃和SiO₂．課外小組同學(xué)將100g鹽酸分5次加入到35g石灰石樣品中（已知SiO₂不與鹽酸反應(yīng)，也不溶于水），得到如下部分?jǐn)?shù)據(jù)和圖象．

次數(shù)	第1次	第2次	第3次
加入鹽酸的質(zhì)量/g	20	20	20
剩余固體的質(zhì)量/g	30	a	20

請計算：
（1）第2次加入鹽酸后，a為

 

g．
（2）石灰石樣品中鈣元素、碳元素和氧元素的質(zhì)量比為多少？（結(jié)果用最簡整數(shù)比表示）
（3）求實驗后的溶液中CaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？

Answer 1

分析：（1）由圖表分析，三次參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量相等，由此計算出第二次參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量，再由剩余固體的質(zhì)量=總質(zhì)量-參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量可計算出a的值；
（2）根據(jù)題意和圖表分析，可得到樣品中CaCO₃的質(zhì)量，再根據(jù)CaCO₃中鈣元素、碳元素和氧元素的質(zhì)量計算出它們各占的比值；
（3）由化學(xué)方程式可得到各物質(zhì)的質(zhì)量比，列出比例式計算出所需數(shù)據(jù)，再根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算即可．

解答：解：（1）由圖象可知，第四次加入鹽酸后，才得到完全反應(yīng)，故在反應(yīng)過程中，第一次充分反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量為30g，說明只有35g-30g=5g樣品參與了反應(yīng)，第三次充分反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量為20g，說明共有35g-20g=15g樣品參與了反應(yīng)，故第二次充分反應(yīng)時，也只有5g樣品參與了反應(yīng)，故第2次加入鹽酸后，a為35g-5g×2=25g；
（2）根據(jù)圖象分析，第4次加入鹽酸后，樣品中CaCO₃完全反應(yīng)．
樣品中鈣元素、碳元素和氧元素的質(zhì)量比：
20g×

40

100

：20g×

12

100

：(20g×

48

100

+15g×

32

60

)=10：3：22
答：石灰石樣品中鈣元素、碳元素和氧元素的質(zhì)量比為10：3：22．

（3）由題可知，樣品中CaCO₃質(zhì)量為20g
設(shè)反應(yīng)后溶液中CaCl₂的質(zhì)量為x，生成CO₂的質(zhì)量為y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100        111      44
20g        x         y

100

20g

=

111

x

=

44

y

解之得x=22.2g，y=8.8g
反應(yīng)后溶液中CaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

x

100g+20g-y

×100%=

22.2g

120g-8.8g

×100%≈20%
答：實驗后的溶液中CaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%．

點評：本題要求學(xué)生了解完全反應(yīng)和不完全反應(yīng)的概念及特點，觀察圖表，分析數(shù)據(jù)，正確解答．