Question

13．有一種石灰石樣品，其中含有的雜質(zhì)是二氧化硅（二氧化硅是一種不溶于水、不與酸反應(yīng)、耐高溫的固體），某學(xué)生想測(cè)定該樣品的純度，他取用2g這種石灰石樣品，把15g鹽酸分三次加入，充分反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量見表：

稀鹽酸的用量	剩余固體的質(zhì)量
第1次加入5g	1.3g
第2次加入5g	0.6g
第3次加入5g	0.2g

求：
（1）石灰石樣品的純度是多少？
（2）100Kg這種純度的石灰石充分煅燒分解后可以得到的固體質(zhì)量是多少Kg？
（3）該同學(xué)所使用的鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位）？

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0.7g；據(jù)此規(guī)律，由第3次加入鹽酸后固體質(zhì)量的減少值小于0.7g可判斷此次反應(yīng)后碳酸鈣已完全反應(yīng)；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?jǐn)?shù)；
（2）根據(jù)碳酸鈣高溫下分解反應(yīng)的化學(xué)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(jì)算求出能得到二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量；
（3）利用樣品雜質(zhì)的質(zhì)量，由此求出稀鹽酸中的溶質(zhì)質(zhì)量，從而求出稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：
（1）根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，每加入5g稀鹽酸，固體質(zhì)量減少0.7g，第三次加入稀鹽酸后，固體減少的質(zhì)量=0.7g-0.2g=0.5g，小于0.7g，即此時(shí)碳酸鈣已完全反應(yīng)；所以剩余的0.2g固體即為雜質(zhì)的質(zhì)量；
石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{2g-0.2g}{2g}$×100%=90%．
（2）設(shè)能得到氧化鈣的質(zhì)量為x．
CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
100       56     
100Kg×90%  x    
則$\frac{100}{56}=\frac{100Kg×90%}{x}$，解得x=60.4Kg．
（3）由圖表分析可知：每加入5g稀鹽酸消耗碳酸鈣0.7g，設(shè)稀鹽酸中的溶質(zhì)質(zhì)量為x．
CaCO₃ +2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100     73
0.7g     x
則$\frac{100}{73}=\frac{0.7g}{x}$，解得x=0.511g
稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.511g}{5g}$×100%=10.22%
故答案為：
（1）石灰石樣品的純度90%．
（2）100克這種純度的石灰石充分煅燒后，可得到固體60.4Kg．
（3）稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.22%．

點(diǎn)評(píng) 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，并判斷出第3次加稀鹽酸后碳酸鈣完全反應(yīng)，掌握相應(yīng)的化學(xué)方程式，才能順利解答．