Question

1．為了測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)，某學習小組取來石灰石的樣品，并用稀鹽酸200g，進行了四次實驗（每次50g），結果如下：

實驗次數(shù)	1	2	3	4
加入石灰石樣品的質量/g	5	10	15	20
生成CO2的質量/g	1.76	3.52	4.4	m

（1）由實驗數(shù)據(jù)可推知第三、第四次實驗中，石灰石有剩余（即鹽酸量不足），則m的值為4.4．若鹽酸的量充足，則m的值應為7.04．
（2）求該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)．
（3）若取100t石灰石煅燒（雜質不反應）可得含雜質的生石灰多少噸？

Answer 1

分析 （1）觀察并對比表格中的數(shù)據(jù)可知：第2次實驗中的數(shù)據(jù)均為第一次實驗的兩倍，而第3次加入樣品質量是第一次的三倍，而生成的氣體少，說明此時鹽酸已完全反應．由此可知，3、4次實驗中碳酸鈣有剩余，由上述分析可知，鹽酸已完全反應時生成二氧化碳的質量是4.4g，即m=4.4；
（2）碳酸鈣的質量分數(shù)可根據(jù)第1次或第2次實驗中二氧化碳的質量求出．根據(jù)化學方程式得出各物質之間的質量比，列出比例式，即可求出參加反應的CaCO₃的質量，然后再根據(jù)質量分數(shù)公式進行計算即可．
（3）根據(jù)碳酸鈣高溫下分解生成氧化鈣和二氧化碳的化學方程式，由100t含碳酸鈣80%的石灰石中碳酸鈣的質量計算反應生成二氧化碳的質量；利用質量守恒定律，用石灰石質量減去二氧化碳質量即可得到含量雜質的生石灰的質量．

解答 （1）圖表可知5g石灰石樣品完全反應生成1.76g CO₂，第3次加15g石灰石產(chǎn)生4.4g CO₂，可知第3次樣品有剩余，酸完全反應，由于第4次與第3次酸的質量一樣多，所以生成氣體一樣，m=4.4．
若鹽酸是足量的則可以把碳酸鈣完全反應掉，此時生成二氧化碳的質量為：1.76g×4=7.04g；
（2）設5g石灰石中碳酸鈣的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
 x                    1.76g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{1.76g}$
解得：x=4g
該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為：$\frac{4g}{5g}$×100%=80%；
答：該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為80%．
（3）設生成二氧化碳的質量為x
CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
100             44
100t×80%=80t    x
$\frac{100}{80t}$=$\frac{44}{x}$
解得：x═35.2t
所以含有雜質的生石灰的質量：100t-35.2t=64.8t
答：（2）該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)．
（3）可得含雜質的生石灰64.8噸．
故答案為：（1）4.4；7.04；
（2）80%；  
（3）64.8t．

點評 根據(jù)化學方程式進行計算時，所使用物質的質量必須為純凈物的質量，本題中的100t為含雜質石灰石的質量，不能直接用于化學方程式的計算．