Question

16．小強(qiáng)同學(xué)前往當(dāng)?shù)氐氖�灰石礦區(qū)進(jìn)行調(diào)查，他取回了若干塊礦石樣品，對(duì)樣品中的碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行測(cè)驗(yàn)采取了以下方法，取用8g這種石灰石樣品，把40g稀鹽酸分四次加入，測(cè)量過(guò)程所得數(shù)據(jù)見(jiàn)下表（已知石灰石樣品中含有的雜質(zhì)不溶于水，也不與鹽酸反應(yīng)）．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

序號(hào)	加入稀鹽酸的質(zhì)量（g）	剩余固體的質(zhì)量（g）
第1次	10	5.5
第2次	10	M
第3次	10	1.2
第4次	10	1.2

（1）發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HC1═CaC1₂+H₂O+CO₂↑
（2）M的值為3
（3）石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)85%
（4）以上實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的二氧化碳的總量（x）的比例式為$\frac{100}{6.8g}=\frac{44}{x}$
（5）將第二次實(shí)驗(yàn)后得到的混合物過(guò)濾，要將得到的濾液變成溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的溶液，應(yīng)向溶液中加水32.7g
（6）用36.5%的濃鹽酸配制實(shí)驗(yàn)中使用的40g稀鹽酸，需要加水的質(zhì)量是20g．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳進(jìn)行分析；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，第一次碳酸鈣反應(yīng)了2.5g，第三次剩余1.2g，說(shuō)明第二次碳酸鈣反應(yīng)了2.5g；從而得出m的值；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，第一次碳酸鈣反應(yīng)了2.5g，第三次剩余1.2g，說(shuō)明第二次碳酸鈣反應(yīng)了2.5g；第三次和第四次剩余物質(zhì)都是1.2g，說(shuō)明第三次后碳酸鈣完全反應(yīng)；
（4）根據(jù)參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量，計(jì)算生成二氧化碳的質(zhì)量；
（5）根據(jù)樣品中碳酸鈣的質(zhì)量計(jì)算出雜質(zhì)質(zhì)量，所得不飽和溶液的質(zhì)量=反應(yīng)后固液混合物的質(zhì)量-雜質(zhì)質(zhì)量+加入水的質(zhì)量，溶質(zhì)質(zhì)量就是（2）中計(jì)算出的溶質(zhì)（CaCl₂）的質(zhì)量，然后根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計(jì)算即可；
（6）根據(jù)（2）中計(jì)算出的參加反應(yīng)的HCl的質(zhì)量計(jì)算出實(shí)驗(yàn)所用的稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量一定，利用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式進(jìn)行計(jì)算即可．

解答 解：（1）碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HC1═CaC1₂+H₂O+CO₂↑；
（2）根據(jù)第一次10g鹽酸消耗碳酸鈣的質(zhì)量為2.5g，第三次剩余固體成為了1.2g，說(shuō)明第一次反應(yīng)后還有碳酸鈣，也就是說(shuō)10g鹽酸已經(jīng)全部反應(yīng)，只能消耗2.5g碳酸鈣，再加10g鹽酸，還能消耗2.5g，所以剩余固體：5.5g-2.5g=3g，所以m為3；
（3）了第三次假設(shè)這一次10g鹽酸還能完全反應(yīng)，最后剩余固體3g-2.5g=0.5g，結(jié)果剩余1.2g，說(shuō)明鹽酸沒(méi)完全反應(yīng)，剩余的都是雜質(zhì)，即1.2g是雜質(zhì)，碳酸鈣質(zhì)量為8g-1.2g=6.8g，樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{8g-1.2g}{8g}$×100%=85%；
（4）設(shè)二氧化碳的質(zhì)量為x，
 CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
  100                  44
  6.8g                 x
$\frac{100}{6.8g}=\frac{44}{x}$
x=2.992g
第二次實(shí)驗(yàn)后，參加反應(yīng)的碳酸鈣質(zhì)量為5g，設(shè)生成氯化鈣質(zhì)量為z，生成二氧化碳質(zhì)量為m，稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為n
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
100   73     111      44
5g    n×20g  z        m
$\frac{100}{5g}$=$\frac{111}{z}$=$\frac{44}{m}$=$\frac{73}{n×20}$
z=5.55g
m=2.2g
n=18.25%
要將得到的濾液變成溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的溶液，應(yīng)向溶液中加水x
$\frac{5.55g}{20g+5g-2.2g+x}$×100%=10%
x=32.7g；
（6）需要加水的質(zhì)量是：40g-$\frac{40g×18.25%}{36.5%}$=20g．
故答案為：（1）CaCO₃+2HC1═CaC1₂+H₂O+CO₂↑；
（2）3；
（3）85%；
（4）$\frac{100}{6.8g}$=$\frac{44}{x}$；
（5）32.7；
（6）20g．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生運(yùn)用假設(shè)法和化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算和推斷的能力，計(jì)算時(shí)要注意規(guī)范性和準(zhǔn)確性．