Question

某同學(xué)前往當(dāng)?shù)氐V區(qū)進行調(diào)查，他取回若干小塊礦石樣品，對其中的CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進行檢測，采用以下方法：取用8g這種石灰石樣品，把40g稀鹽酸分四次加入，測量過程所得數(shù)據(jù)如下（樣品中雜質(zhì)不溶于水，不與酸反應(yīng)）計算：

序號	加入鹽酸的質(zhì)量（g）	加入固體的質(zhì)量（g）
1	10	5.5
2	10	m
3	10	1.2
4	10	1.2

（1）8g樣品中含雜質(zhì)多少克？
（2）樣品中的CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？
（3）表中m的數(shù)值應(yīng)為多少？

Answer 1

解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，在第三次加入10g鹽酸后，固體剩余物質(zhì)量不再減少，說明剩余的1.2g固體不和稀鹽酸反應(yīng)，應(yīng)為雜質(zhì)．
（2）樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=85%．
（3）第一次加入10g酸，此時不清楚酸和鹽兩者是否完全反應(yīng)，或者哪一物質(zhì)剩余．但是固體有8g-5.5g=2.5g，即加入10g酸少了2.5g固體．如果此時碳酸鈣剩余，則每加入10g酸就減少2.5g固體．如果是酸剩余，則加入10g酸時，沉淀質(zhì)量不再減少．而根據(jù)給出的數(shù)據(jù)，固體質(zhì)量在減少．所以每10g酸恰好與2.5g固體反應(yīng)．而當(dāng)加入第二個10g酸時，即第一次加10g酸時固體的質(zhì)量減少應(yīng)和第二次一樣，所以第二次剩余的固體質(zhì)量就是=5.5g-（8g-5.5g）=3g．
故答案為：（1）8g樣品中含雜質(zhì)1.2g；（2）樣品中的CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)85%；（3）表中m的數(shù)值應(yīng)為3g；
分析：此題通過不斷改變所加入的稀鹽酸的質(zhì)量，觀察剩余固體的質(zhì)量來判斷稀鹽酸何時不足，石灰石中CaCO₃何時完全反應(yīng)．由表中數(shù)據(jù)可知，在第三次加入10g鹽酸后，固體剩余物質(zhì)量不再減少，說明剩余的1.2g固體不和稀鹽酸反應(yīng)，應(yīng)為雜質(zhì)．然后，用8g石灰石樣品質(zhì)量-雜質(zhì)質(zhì)量=CaCO₃質(zhì)量．再除以樣品質(zhì)量，即可求出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．第一次加入10g酸，此時不清楚酸和鹽兩者是否完全反應(yīng)，或者哪一物質(zhì)剩余．但是固體有8g-5.5g=2.5g，即加入10g酸少了2.5g固體．如果此時碳酸鈣剩余，則每加入10g酸就減少2.5g固體．如果是酸剩余，則加入10g酸時，沉淀質(zhì)量不再減少．而根據(jù)給出的數(shù)據(jù)，固體質(zhì)量在減少．所以每10g酸恰好與2.5g固體反應(yīng)．而當(dāng)加入第二個10g酸時，即第一次加10g酸時固體的質(zhì)量減少應(yīng)和第二次一樣，所以第二次剩余的固體質(zhì)量就是3g．
點評：數(shù)據(jù)分析中要注意從數(shù)據(jù)中提煉信息，如表中第四步固體是1.2g，而根據(jù)先前的分析，每加10g鹽酸就減少2.5g碳酸鈣，最后剩余的固體1.2g固體，說明碳酸鈣已經(jīng)無剩余，據(jù)此可對相關(guān)問題進行分析探討；