Question

7．實(shí)驗(yàn)室有一種含有少量二氧化硅雜質(zhì)的石灰石樣品，某同學(xué)想準(zhǔn)確測定該樣品的純度，他取用2.0g樣品于燒杯中，把20.0mL稀鹽酸分4次加入，充分作用后記錄燒杯中固體質(zhì)量表．請選擇合適的數(shù)據(jù)并計(jì)算：

次序	稀鹽酸（mL）	余固體（g）
1	先加入5.0mL	1.32
2	再加入5.0mL	0.64
3	再加入5.0mL	0.20
4	再加入5.0mL	0.20

（1）該樣品中的純度是多少；
（2）所取用的稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度？
（3）如果該同學(xué)選用稀硝酸測定樣品純度，你認(rèn)為將對結(jié)果有何影響？

Answer 1

分析 （1）碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)而溶解，二氧化硅不與鹽酸反應(yīng)，從表中數(shù)據(jù)知最后剩余的0.20 g為SiO₂，進(jìn)而計(jì)算石灰石樣品的純度；
（2）求稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度，可借用1、2兩組數(shù)據(jù)，二者的剩余固體質(zhì)量差（1.32 g-0.64 g）即為跟5.0 mL HCl反應(yīng)的CaCO₃的質(zhì)量，結(jié)合方程式計(jì)算；
（3）硝酸為強(qiáng)酸和碳酸鈣能完全反應(yīng)，生成的硝酸鈣易溶于水，二氧化硅和硝酸不反應(yīng)，據(jù)此分析．

解答 解：（1）從表中數(shù)據(jù)知最后剩余的0.20 g為SiO₂，故樣品純度為$\frac{2.0g-0.20g}{2.0g}$×100%=90%，
答：樣品中的純度是90%；
（2）求稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度，可借用1、2兩組數(shù)據(jù)，二者的剩余固體質(zhì)量差（1.32 g-0.64 g）=0.68g，即為跟5.0 mL HCl反應(yīng)的CaCO₃的質(zhì)量，
CaCO₃ +2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100 g    2 mol
0.68 g   n（HCl）
n（HCl）=$\frac{0.68g×2mol}{100g}$=1.36×10^-2 mol，c（HCl）=$\frac{1.36×1{0}^{-2}mol}{5.0×1{0}^{-3}L}$=2.72 mol/L，
答：所選用的稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度是2.72mol/L；
（3）硝酸為強(qiáng)酸和碳酸鈣能完全反應(yīng)，生成的硝酸鈣易溶于水，二氧化硅和硝酸不反應(yīng)，所以如果該同學(xué)選用稀硝酸測定樣品純度，本質(zhì)都是CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，所以對結(jié)果無影響，
答：如果該同學(xué)選用稀硝酸測定樣品純度，對結(jié)果無影響．

點(diǎn)評 本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，理清反應(yīng)量的關(guān)系明確發(fā)生的反應(yīng)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．