Question

4．石灰石樣品中含有二氧化硅雜質(zhì)（二氧化硅既不溶于水也不與鹽酸反應(yīng)）．某學(xué)校的化學(xué)興趣小組的同學(xué)想測(cè)定某石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取一塊石灰石樣品，將其敲碎后，稱出56g放入燒杯內(nèi)（燒杯質(zhì)量為20g）．然后加入一定溶質(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，加快反應(yīng)速率；
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，共放出二氧化碳2.2 克；
（3）該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）

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；
（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；
（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%．
故答案為：（1）增大石灰石與鹽酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率；
（2）2.2；
（3）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．