Question

9．為測(cè)定石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了以下方案：將98g稀鹽酸加入到15g石灰石樣品中，恰好完全反應(yīng)．生成的二氧化碳?xì)怏w全部用足量的NaOH溶液吸收，NaOH溶液增加的質(zhì)量隨時(shí)間變化如表所示．（友情提示：石灰石中的雜志不參加反應(yīng)切難溶于水）

時(shí)間/min	T1	T2	T3	T4	T5	T6	T7	T8
氫氧化鈉溶液增加的質(zhì)量/g	1.5	2	2.5	3	3.5	4	4.4	4.4

求：
（1）最終生成CO₂的質(zhì)量為4.4g．
（2）樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）
（3）將石灰石與稀鹽酸反應(yīng)后的剩余物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，再向?yàn)V液中加入多少克水可以得到溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的CaCl₂溶液．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氫氧化鈉溶液因吸收二氧化碳而使質(zhì)量增加，由于吸收二氧化碳不形成氣體或沉淀，因此氫氧化鈉溶液增加質(zhì)量即產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)碳酸鈣完全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，以及反應(yīng)的化學(xué)方程式，可計(jì)算樣品中碳酸鈣的質(zhì)量，從而求得樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）利用反應(yīng)放出二氧化碳的質(zhì)量，求出反應(yīng)后溶液中氯化鈣的質(zhì)量，并使用質(zhì)量守恒定律求得反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量，根據(jù)加水稀釋前后溶質(zhì)質(zhì)量不變，計(jì)算稀釋時(shí)需要加入水的質(zhì)量．

解答 解：（l）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，氫氧化鈉溶液質(zhì)量最終增加4.4g，即最終生成CO₂的質(zhì)量為4.4g；
（2）設(shè)樣品中CaCO₃的質(zhì)量為x，生成CaCl₂的質(zhì)量為y，加入水的質(zhì)量為z．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑          
100         111      44
x           y        4.4g 
$\frac{100}{x}$=$\frac{111}{y}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=10g
y=11.1g            
樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{10g}{15g}$×100%=66.3%；
（3）$\frac{11.1g}{10g+98g-4.4g+z}$×100%=10% 
   z=7.4g  
故答案為：（1）4.4g；
（2）樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為66.7%；
（3）所需加水的質(zhì)量為7.4g．

點(diǎn)評(píng) 本題是借助于數(shù)學(xué)模型，利用圖表的方式來(lái)分析和解決化學(xué)計(jì)算中的有關(guān)問(wèn)題，要求學(xué)生有較強(qiáng)的識(shí)圖能力和數(shù)據(jù)分析能力．