Question

13．有一種石灰石樣品，其中含有的雜質是二氧化硅（它是一種不溶于水，也不與鹽酸反應，耐高溫的固體物質），某同學想測定該樣品的純度，他取用2g這種石灰石樣品，把20g稀鹽酸分四次加入，充分反應后剩余固體的質量見下表所示：

稀鹽酸的質量	剩余固體的質量
第1次加入5g	1.315g
第2次加入5g	0.63g
第3次加入5g	0.3g
第4次加入5g	0.3g

（1）2g石灰石樣品中的雜質質量是；
（2）石灰石樣品的純度為；
（3）100Kg這種純度的石灰石充分煅燒后，可得到固體多少克？

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，也不溶解于水，因此由表中每次加入5g稀鹽酸固體減少的質量關系可判斷：每加入5g稀鹽酸固體應減少0.685g；據(jù)此規(guī)律，由第四次加入鹽酸后固體質量的減少值小于0.685g可判斷此次反應后碳酸鈣已完全反應；
（2）利用樣品雜質的質量，由此求出石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)；
（3）根據(jù)碳酸鈣高溫下分解反應的化學方程式，確定分解的碳酸鈣與放出二氧化碳的質量關系，可由石灰石中碳酸鈣的質量計算求出能得到二氧化碳氣體的質量．

解答 解：（1）根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)可得，每加入5g稀鹽酸，固體質量減少0.685g，第三次加入稀鹽酸后，固體減少的質量=0.63g-0.3g=0.33g，小于0.685g，即此時碳酸鈣已完全反應；所以剩余的0.3g固體即為雜質的質量，答：2g石灰石樣品中的雜質質量是0.3g；
（2）石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)=$\frac{2g-0.3g}{2g}$×100%=85%，答：石灰石樣品的純度為85%；
（3）設能得到二氧化碳的質量為x
CaCO₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ CaO+CO₂↑
100              44
100g×85%        x
$\frac{100}{100g×85%}=\frac{44}{x}$
解得：x=37.4g，所以可得到固體為100-37.4=62.6g，
答：可得到固體62.6g．

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