Question

某研究性小組做了如下的實驗：取50g石灰石樣品（雜質(zhì)不溶于水，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不含鈣元素）放入錐形瓶中，并加入足量稀鹽酸．實驗裝置如下圖所示，已知錐形瓶連同瓶中石灰石樣品和稀鹽酸以及瓶口棉花起始時的總質(zhì)量為300.0g．實驗數(shù)據(jù)記錄如下表：

時間/min	2	4	6	8	10	12	14	16
電子天平示數(shù)/g	294.5	290.0	286.0	284.0	283.0	282.4	M	282.4

（1）表中M=________g．
（2）依據(jù)實驗數(shù)據(jù)記錄作出生成CO₂的質(zhì)量與時間關(guān)系的圖象：

（3）請計算該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（請寫出計算過程）
（4）取該石灰石樣品100g，高溫灼燒一段時間后，冷卻，測得剩余固體中含鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為41%，計算所得氧化鈣的質(zhì)量．（請寫出計算過程）

Answer 1

答：（1）12min和16min時的數(shù)據(jù)相同，說明12min時反應(yīng)已完成，那么14 min時的數(shù)據(jù)應(yīng)該和12min、16min時的一樣，故表中M的值應(yīng)該是282.4．
（2）如圖；
（3）解：反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量為：300.0g-282.4=17.6g
設(shè)石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 4
x 17.6g
∴100：44=x：17.6g
解之得：x=40g
∴石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=80%
答：石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%．
（4）解：該石灰石樣品中鈣元素的質(zhì)量為：100g×80%×=32g
高溫灼燒后剩余固體的質(zhì)量為：=78g
反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量為：100g-78g=22g
設(shè)生成氧化鈣的質(zhì)量為y．
CaCO₃═CaO+CO₂↑
56 44
y 22g
∴56：44=y：22g
解之得y=28g
答：所得氧化鈣的質(zhì)量為28g．
分析：（1）12min和16min時的數(shù)據(jù)相同，說明12min時反應(yīng)已完成，那么14 min時的數(shù)據(jù)應(yīng)該和12min、16min時的一樣．
（2）電子天平示數(shù)應(yīng)該是參與反應(yīng)的物質(zhì)總量減去反應(yīng)過程中生成的CO₂的質(zhì)量，因此CO₂的質(zhì)量即總量減去電子天平示數(shù)．
（3）根據(jù)化學(xué)方程式，可以求出各物質(zhì)之間的質(zhì)量比，進(jìn)而求出碳酸鈣的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式，可求出石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（4）根據(jù)化學(xué)方程式，求出各物質(zhì)之間的質(zhì)量比，再求出所需數(shù)據(jù)，進(jìn)行計算．
點評：本題要求學(xué)生熟悉完全反應(yīng)的概念，并能據(jù)此答題，能熟練運用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式進(jìn)行計算，才能舉一反三，觸類旁通．