Question

某興趣小組的同學(xué)為測(cè)定某石灰石中碳酸鈣（假設(shè)：石灰石中的雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱(chēng)取一定質(zhì)量的石灰石置于燒杯中，用某濃度的稀鹽酸100g，分5次加入，每次充分反應(yīng)后，取出固體，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥等操作后稱(chēng)重，各次稀鹽酸用量和剩余固體質(zhì)量記錄如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	稀鹽酸的用量（g）	剩余固體的質(zhì)量（g）
①	20	16.25
②	40	12.50
③	60	m
④	80	5.00
⑤	100	n

請(qǐng)細(xì)心觀查表格和圖象，回答下列問(wèn)題：
（1）第

4

次石灰石中的碳酸鈣與鹽酸恰好反應(yīng)完畢．
（2）表格中m=

8.75

g，n=

5.00

g．
（3）計(jì)算該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（4）計(jì)算該石灰石樣品完全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量．

Answer 1

分析：（1）由圖示可知，剩余固體的質(zhì)量為5.0g時(shí)，已是完全反應(yīng)．對(duì)照表格可知是第四次反應(yīng)完畢；
（2）因?yàn)閺蘑佗诖畏磻?yīng)數(shù)據(jù)可知，每次剩余固體減少的質(zhì)量都是3.75g，據(jù)此可以計(jì)算出第三次剩余固體的質(zhì)量，依據(jù)第四次反應(yīng)恰好完成則可知n的值；
（3）碳酸鈣和鹽酸充分反應(yīng)后，剩余的固體物質(zhì)就是雜質(zhì)，根據(jù)“石灰石的質(zhì)量-雜質(zhì)質(zhì)量=碳酸鈣的質(zhì)量”計(jì)算出碳酸鈣的質(zhì)量，然后根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計(jì)算出石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）根據(jù)碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和參與反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量，就可計(jì)算出生成的二氧化碳的質(zhì)量．

解答：解：（1）因?yàn)閺蘑佗诖畏磻?yīng)數(shù)據(jù)可知，每次剩余固體減少的質(zhì)量都是3.75g，即每反應(yīng)鹽酸的質(zhì)量是20g時(shí)消耗的碳酸鈣質(zhì)量是3.75g，故m=12.5g-3.75g=8.75g，按照此反應(yīng)的情況④中的固體是恰好完全反應(yīng)．碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳．反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）因?yàn)閺蘑佗诖畏磻?yīng)數(shù)據(jù)可知，每次剩余固體減少的質(zhì)量都是3.75g，故m=12.5g-3.75g=8.75g．依據(jù)第四次反應(yīng)恰好完成則可知n=5.0g；
（3）由圖示可知，反應(yīng)前石灰石的質(zhì)量為20g，碳酸鈣和鹽酸充分反應(yīng)后，剩余的固體物質(zhì)的質(zhì)量為5g，故碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

20g-5g

20g

×100%=75%．
（4）設(shè)生成二氧化碳的質(zhì)量為x，由于最后在20g固體中只有5g固體是不反應(yīng)的，所以碳酸鈣的質(zhì)量為20g-5g．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
100                 44
20g-5g              x

100

20g-5g

=

44

x

解之得：x=6.6g
故答案為：（1）第4次；（2）8.75；5.00；（3）該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%．（4）計(jì)算該石灰石樣品完全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量為6.6g．

點(diǎn)評(píng)：本題難度不是很大，主要考查了如何根據(jù)圖象去分析數(shù)據(jù)及根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力和解決問(wèn)題的能力．