Question

15．有一種石灰石樣品，某中含有的雜質(zhì)是二氧化硅（它是一種不溶于水，也不與鹽酸反應(yīng)，耐高溫的固體物質(zhì)），某同學想測定該樣品中CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)，他取用2.0g這種石灰石樣品，把20g稀鹽酸分四次加入，充分反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量見表所示：

稀鹽酸的質(zhì)量	剩余固體的質(zhì)量
第1次加入5g	1.315g
第2次加入5g	0.63g
第3次加入5g	0.40g
第4次加入5g	0.40g

（1）2.0g石灰石樣品中的雜質(zhì)質(zhì)量是0.40；
（2）石灰石樣品中CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)是多少？
（3）100kg這種純度的石灰石充分煅燒后，可得到固體多少克？

Answer 1

分析 （1）由于樣品中除碳酸鈣外，其余的成分既不與鹽酸反應(yīng)，也不溶解于水，因此由表中每次加入5g稀鹽酸固體減少的質(zhì)量關(guān)系可判斷：每加入5g稀鹽酸固體應(yīng)減少0.685g；據(jù)此規(guī)律，由第四次加入鹽酸后固體質(zhì)量的減少值小于0.685g可判斷此次反應(yīng)后碳酸鈣已完全反應(yīng)；
（2）利用樣品雜質(zhì)的質(zhì)量，由此求出石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)；
（3）根據(jù)碳酸鈣高溫下分解反應(yīng)的化學方程式，確定分解的碳酸鈣與放出二氧化碳的質(zhì)量關(guān)系，可由石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量計算求出能得到氧化鈣的質(zhì)量，最后用氧化鈣的質(zhì)量加上100kg這種純度的石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量即可．

解答 解：（1）根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)可得，每加入5g稀鹽酸，固體質(zhì)量減少0.685g，第三次加入稀鹽酸后，固體減少的質(zhì)量=0.63g-0.40g=0.23g，小于0.685g，即此時碳酸鈣已完全反應(yīng)；所以剩余的0.40g固體即為雜質(zhì)的質(zhì)量；故答案為：0.40g；
（2）石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{2g-0.40}{2g}×100%$=80%；
（3）設(shè)能得到氧化鈣的質(zhì)量為x
CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
100               56
100kg×80%    x
$\frac{100}{56}=\frac{100kg×80%}{x}$
解得：x=44.8g
得到固體的質(zhì)量為：44.8g+$\frac{0.4g×100kg}{2g}$=64.8kg
答：（2）石灰石樣品中CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)是80%；
（2）100kg這種純度的石灰石充分煅燒后，可得到固體64.8kg．

點評 根據(jù)圖表中剩余固體的質(zhì)量，分析每次加入相同稀鹽酸所減少的質(zhì)量即樣品中被反應(yīng)掉碳酸鈣的質(zhì)量，判斷出第四次加稀鹽酸后碳酸鈣完全反應(yīng)，此為本題的突破口．