Question

4．淄博市位于魯中山地和華北平原的接壤處，具有豐富的石灰石礦產(chǎn)資源．南部山區(qū)某礦山的石灰石樣品中含有二氧化硅雜質(zhì)（二氧化硅是一種既不溶于水也不與鹽酸反應(yīng)且耐高溫的固體）．陽(yáng)光學(xué)校的同學(xué)們想測(cè)定該樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，他們采取了一塊石灰石樣品，將其敲碎后，稱出6g放入燒杯內(nèi)（燒杯質(zhì)量為20g）． 然后加入50g某一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸，用玻璃棒攪拌至不再產(chǎn)生氣泡為止．反應(yīng)所需時(shí)間（t）和燒杯及其所盛物質(zhì)總質(zhì)量（m）的關(guān)系如圖所示．試回答：
（1）將石灰石樣品敲打粉碎的主要目的是增大石灰石與鹽酸的接觸面積使碳酸鈣更充分反應(yīng)；加快反應(yīng)速率；
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，共放出多少二氧化碳？
（3）該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

Answer 1

分析 根據(jù)反應(yīng)時(shí)間曲線可查出碳酸鈣完全反應(yīng)后放出氣體二氧化碳的質(zhì)量，利用生成二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算出所取樣品中碳酸鈣質(zhì)量，碳酸鈣質(zhì)量與樣品質(zhì)量比即樣品中碳酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）為避免樣品中碳酸鈣不能完成反應(yīng)，可把樣品粉碎，增大樣品與鹽酸的接觸面積，此舉還可以加快反應(yīng)的速率；
故答案為：增大石灰石與鹽酸的接觸面積使碳酸鈣更充分反應(yīng)；加快反應(yīng)速率．
（2）圖中質(zhì)量軸上每個(gè)小刻度表示0.2g，所以完全放出氣體后剩余物質(zhì)總質(zhì)量為73.8g；
根據(jù)質(zhì)量守恒定律，因此放出氣體二氧化碳的質(zhì)量=76g-73.8g=2.2g
故答案為：2.2g；
（3）設(shè)石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                   2.2g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$
解之得 x=5g
石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{5g}{6g}$×100%=83.3%．
答：該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是83.3%．

點(diǎn)評(píng) 準(zhǔn)確判斷圖中刻度值是正確解決本題一個(gè)重要細(xì)節(jié)，是正確判斷生成二氧化碳質(zhì)量的關(guān)鍵．