Question

14．我國許多地區(qū)有豐富的石灰石礦，這種石灰石礦的主要成分是CaCO₃，也含有一些雜質．某研究性學習小組為分析其中碳酸鈣含量的大小，取這種石灰石與稀鹽酸反應分析，有關數據如表：

實 驗 序 號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ
稀鹽酸質量/g	25	50	75	100	125
產生氣體質量/g	3.5	4.4	6.6	6.6	x
備  注	①所加稀鹽酸為同種稀鹽酸，所含主要成分HCl質量分數相同； ②樣品質量相同，分別為20g．

（1）經檢驗：記錄的數據中有一個是錯誤的，該數據可能是第Ⅰ號實驗記錄的數據．
（2）第V號實驗中，x的數據是6.6．
（3）計算樣品中碳酸鈣的質量分數．

Answer 1

分析 （1）由于碳酸鈣與稀鹽酸反應能產生二氧化碳氣體并從燒杯中逸出，從而造成燒杯及樣品和稀鹽酸的質量減少，雜質與稀鹽酸反應不產生氣體，不會造成燒杯及樣品和稀鹽酸的質量減少．只要有碳酸鈣和稀鹽酸存在并接觸，二者就會一直反應，直到其中一種物質完全反應為止．由表中時間和質量數據的變化情況，可以確定出錯誤的質量數據．（2）按表中得到氣體的數據規(guī)律得出第V號實驗中，x的數據．（3）碳酸鈣的質量分數可根據第2次或第3次實驗中二氧化碳的質量求出．根據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，然后再根據質量分數公式進行計算即可．

解答 解：（1）碳酸鈣與稀鹽酸反應產生二氧化碳氣體從燒杯中逸出，從而造成燒杯及樣品和稀鹽酸的質量減少，雜質與稀鹽酸反應不產生氣體，不會造成燒杯及樣品和稀鹽酸的質量減少．由表中數據可知：Ⅲ時產生氣體的質量相等，均為6.6g，比Ⅱ時的質量多2.2g，也就是在碳酸鈣反應完之前說每加25g稀鹽酸時會產生2.2g氣體，因此Ⅰ中數據不可能．
（2）Ⅲ時和Ⅳ時產生氣體的質量相等，均為6.6g，故第V號實驗已反應完成，第V號實驗中，x的數據是6.6．
（3）設實驗中20g樣品中的碳酸鈣的質量為x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
x                    6.6g
∴$\frac{100}{x}=\frac{44}{6.6g}$
解之得：x=15g，
石灰石中碳酸鈣的質量分數為：$\frac{15g}{20g}$×100%=75%．
答：石灰石中碳酸鈣的質量分數為80%．
故答案為：（1）；（2）6.6；（3）75%．

點評 本題主要考查化學反應的連續(xù)性、有關化學式的計算、質量分數的計算和有關化學方程式的計算．
只要反應物能夠接觸，反應就會一直進行下去，不會停止，直到一種物質或全部反應物完全反應時為止，中間不會間斷．
進行元素質量比的計算時，相對原子質量與原子個數必須要對應、并相乘、再相比．