Question

14．我國許多地區(qū)有豐富的石灰石礦，這種石灰石礦的主要成分是CaCO₃，也含有一些雜質(zhì)．某研究性學(xué)習(xí)小組為分析其中碳酸鈣含量的大小，取這種石灰石與稀鹽酸反應(yīng)分析，有關(guān)數(shù)據(jù)如表：

實(shí) 驗(yàn) 序 號(hào)	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ
稀鹽酸質(zhì)量/g	25	50	75	100	125
產(chǎn)生氣體質(zhì)量/g	3.5	4.4	6.6	6.6	x
備  注	①所加稀鹽酸為同種稀鹽酸，所含主要成分HCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同； ②樣品質(zhì)量相同，分別為20g．

（1）經(jīng)檢驗(yàn)：記錄的數(shù)據(jù)中有一個(gè)是錯(cuò)誤的，該數(shù)據(jù)可能是第Ⅰ號(hào)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)．
（2）第V號(hào)實(shí)驗(yàn)中，x的數(shù)據(jù)是6.6．
（3）計(jì)算樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）由于碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w并從燒杯中逸出，從而造成燒杯及樣品和稀鹽酸的質(zhì)量減少，雜質(zhì)與稀鹽酸反應(yīng)不產(chǎn)生氣體，不會(huì)造成燒杯及樣品和稀鹽酸的質(zhì)量減少．只要有碳酸鈣和稀鹽酸存在并接觸，二者就會(huì)一直反應(yīng)，直到其中一種物質(zhì)完全反應(yīng)為止．由表中時(shí)間和質(zhì)量數(shù)據(jù)的變化情況，可以確定出錯(cuò)誤的質(zhì)量數(shù)據(jù)．（2）按表中得到氣體的數(shù)據(jù)規(guī)律得出第V號(hào)實(shí)驗(yàn)中，x的數(shù)據(jù)．（3）碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可根據(jù)第2次或第3次實(shí)驗(yàn)中二氧化碳的質(zhì)量求出．根據(jù)化學(xué)方程式得出各物質(zhì)之間的質(zhì)量比，列出比例式，即可求出參加反應(yīng)的CaCO₃的質(zhì)量，然后再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式進(jìn)行計(jì)算即可．

解答 解：（1）碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w從燒杯中逸出，從而造成燒杯及樣品和稀鹽酸的質(zhì)量減少，雜質(zhì)與稀鹽酸反應(yīng)不產(chǎn)生氣體，不會(huì)造成燒杯及樣品和稀鹽酸的質(zhì)量減少．由表中數(shù)據(jù)可知：Ⅲ時(shí)產(chǎn)生氣體的質(zhì)量相等，均為6.6g，比Ⅱ時(shí)的質(zhì)量多2.2g，也就是在碳酸鈣反應(yīng)完之前說每加25g稀鹽酸時(shí)會(huì)產(chǎn)生2.2g氣體，因此Ⅰ中數(shù)據(jù)不可能．
（2）Ⅲ時(shí)和Ⅳ時(shí)產(chǎn)生氣體的質(zhì)量相等，均為6.6g，故第V號(hào)實(shí)驗(yàn)已反應(yīng)完成，第V號(hào)實(shí)驗(yàn)中，x的數(shù)據(jù)是6.6．
（3）設(shè)實(shí)驗(yàn)中20g樣品中的碳酸鈣的質(zhì)量為x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
x                    6.6g
∴$\frac{100}{x}=\frac{44}{6.6g}$
解之得：x=15g，
石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{15g}{20g}$×100%=75%．
答：石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%．
故答案為：（1）；（2）6.6；（3）75%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查化學(xué)反應(yīng)的連續(xù)性、有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算、質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算和有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算．
只要反應(yīng)物能夠接觸，反應(yīng)就會(huì)一直進(jìn)行下去，不會(huì)停止，直到一種物質(zhì)或全部反應(yīng)物完全反應(yīng)時(shí)為止，中間不會(huì)間斷．
進(jìn)行元素質(zhì)量比的計(jì)算時(shí)，相對(duì)原子質(zhì)量與原子個(gè)數(shù)必須要對(duì)應(yīng)、并相乘、再相比．