Question

4．石灰石的主要成分是CaCO₃，某校化學(xué)興趣小組同學(xué)通過實驗測定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取一定量的石灰石樣品研碎和100g稀鹽酸（足量），放入燒杯中，在反應(yīng)過程中對燒杯及其中的剩余物進行了五次稱重（假設(shè)反應(yīng)勻速進行；雜質(zhì)不溶于水，也不與稀鹽酸反應(yīng)，燒杯的質(zhì)量為25g．）記錄數(shù)據(jù)如表：

反應(yīng)時間/s	0	30	60	90	120	150
燒杯和藥品質(zhì)量/g	一定量	137.8	135.6	m	134.5	134.5

不考慮實驗過程中的質(zhì)量損失，請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算
（1）反應(yīng)時間30s-60s生成二氧化碳的質(zhì)量2.2 g，表中的“m”為134.5 g；
（2）該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計算過程，計算結(jié)果精確至0.1%，下同 ）
（3）假設(shè)石灰石和稀鹽酸恰好完全反應(yīng)，試求反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)13.0%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燒杯和藥品質(zhì)量的變化數(shù)據(jù)進行分析；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，計算出二氧化碳的質(zhì)量，然后計算出碳酸鈣的質(zhì)量，再計算質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）通過分析表中的數(shù)據(jù)可以看出，反應(yīng)時間30s-60s燒杯和藥品質(zhì)量減少了2.2g，說明生成二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，所以60s-120s燒杯和藥品質(zhì)量減少1.1g，說明反應(yīng)在85s時反應(yīng)停止，反應(yīng)時間90s時，固體質(zhì)量是134.5g，所以m的值是134.5；反應(yīng)前30s也應(yīng)減少2.2g，反應(yīng)時間是0s時，燒杯和藥品質(zhì)量為137.8g+2.2g=140g，故答案為：2.2；134.5；
（2）通過分析表中的數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)前燒杯的總質(zhì)量為140g，所以石灰石樣品質(zhì)量為140g-100g-25g=15g，
生成二氧化碳為140g-134.5g=5.5g，
設(shè)樣品中含有碳酸鈣為x，生成氯化鈣的質(zhì)量為y，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
100         111        44
 x          y         5.5g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{5.5g}$
x=12.5g，
$\frac{111}{y}=\frac{44}{5.5g}$
y=13.875g
所以碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{12.5g}{15g}$×100%=83.3%．
（3）反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{13.875g}{12.5g+100g-5.5g}$×100%≈13.0%
故答案為：（1）2.2；134.5；（2）83.3%；（3）13.0%．

點評 解答本題的關(guān)鍵是能夠根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)進行正確的判斷，即反應(yīng)何時進行完全，每次反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量是多少，這是解題的關(guān)鍵．