Question

15．某化學(xué)興趣小組為了測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，把40g稀鹽酸（氯化氫的水溶液）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)，也不溶解于水），充分反應(yīng)后經(jīng)過過濾、干燥等操作，最后稱量，得實驗數(shù)據(jù)如下：

稀鹽酸的用量	剩余固體的質(zhì)量
第一次加入10g	3.0g
第二次加入10g	2.0g
第三次加入10g	1.2g
第四次加入10g	m

（1）求石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（2）實驗室現(xiàn)要制取二氧化碳?xì)怏w9.24克，需要上述這種純度的石灰石質(zhì)量為多少？

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)，也不溶解于水，因此由表中每次加入10g稀鹽酸固體減少的質(zhì)量關(guān)系可判斷：每加入10g稀鹽酸固體應(yīng)減少1.0g；據(jù)此規(guī)律，由第三次加入鹽酸后固體質(zhì)量的減少值也應(yīng)該等于1.0g，但是題中所給數(shù)據(jù)為1.2g，只減少了0.8g，所以可以判斷第三次加入稀鹽酸時碳酸鈣已完全反應(yīng)，從而可以得出碳酸鈣的質(zhì)量，然后利用樣品質(zhì)量與剩余固體質(zhì)量差，可計算出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量，由此求出石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）根據(jù)碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，確定的碳酸鈣與放出二氧化碳的質(zhì)量關(guān)系，可由二氧化碳的質(zhì)量計算求出能得到石灰石質(zhì)量．

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；第三次中僅減少了2.0g-1.2g=0.8g，沒有減少到1g，說明此時碳酸鈣已完全反應(yīng)，樣品中含有1.2g雜質(zhì)．樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{4g-1.2g}{4g}×100%$=70%．
（2）解：需要這種石灰石的質(zhì)量為X
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
70%×X               9.24g
$\frac{100}{70%×X}=\frac{44}{9.24g}$
X=30g
答：（1）石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%（2）需要石灰石30g．

點評 根據(jù)圖表中剩余固體的質(zhì)量，分析每次加入相同稀鹽酸所減少的質(zhì)量即樣品中被反應(yīng)掉碳酸鈣的質(zhì)量，判斷出第四次加稀鹽酸后碳酸鈣完全反應(yīng)，此為本題的突破口．