Question

某化學興趣小組為了測定一批石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)，取用25g石灰石樣品，平均分成5份依次加入到60g稀鹽酸中（樣品中除碳酸鈣外，其余的成分既不與鹽酸反應，也不溶解于水），充分反應后經(jīng)過濾、干燥等操作，最后稱量，得實驗數(shù)據(jù)如下表：

石灰石的用量	剩余固體的總質量
第一次加入5g	1g
第二次加入5g	2g
第三次加入5g	3g
第四次加入5g	8g
第五次加入5g	13g

（1）從表中數(shù)據(jù)可知，這五次實驗中，第______次石灰石樣品中的碳酸鈣與稀鹽酸恰好完全反應．
（2）求石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)．
（3）計算該化學興趣小組所用稀鹽酸中溶質的質量分數(shù)．

Answer 1

解：（1）由實驗數(shù)據(jù)表可知，每加入5g石灰石，與稀鹽酸物質完全反應，剩余固體1g，即每次參加反應的碳酸鈣的質量為4g；前三次實驗中石灰石中碳酸鈣均完全反應，而第四次、第五次實驗因稀鹽酸量不足，加入的石灰石中的質量未發(fā)生改變，即第四次、第五次實驗未發(fā)生反應．故第3次石灰石樣品中的碳酸鈣與稀鹽酸恰好完全反應．
（2）由碳酸鈣完全反應的前三次實驗數(shù)據(jù)可知：每5g該石灰石樣品中含碳酸鈣質量=5g-1g=4g，
石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)=100%=80%．
（3）第3次石灰石樣品中的碳酸鈣與稀鹽酸恰好完全反應，參加反應的碳酸鈣的質量為：5×3-3g=12g．
設參加反應的稀鹽酸中HCl質量為x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 73
12g x
x=8.76g
稀鹽酸中溶質的質量分數(shù)=×100%=14.6%．
答：（1）3；
（2）石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為80%；
（3）所用稀鹽酸中溶質的質量分數(shù)為14.6%．
分析：（1）由實驗數(shù)據(jù)表可知，每加入5g石灰石，與稀鹽酸物質完全反應，剩余固體1g，即每次參加反應的碳酸鈣的質量為4g；前三次實驗中石灰石中碳酸鈣均完全反應，而第四次、第五次實驗因稀鹽酸量不足，加入的石灰石中的質量未發(fā)生改變，即未發(fā)生反應．
（2）由石灰石樣品中碳酸鈣的質量可以計算出碳酸鈣的質量分數(shù)．
（3）根據(jù)題意，第3次石灰石樣品中的碳酸鈣與稀鹽酸恰好完全反應，據(jù)此根據(jù)反應的化學方程式計算所用稀鹽酸中溶質的質量，進而由溶質的質量分數(shù)的計算方法計算出質量分數(shù)即可．
點評：本題難度較大，考查了根據(jù)化學方程式的計算，根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析出石灰石樣品中的碳酸鈣與稀鹽酸恰好完全反應的實驗是正確解答本題的關鍵所在．