Question

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：向12g石灰石樣品中逐漸滴加稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣泡，測(cè)得消耗稀鹽酸104.4g，且生成的二氧化碳?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)間變化如下表：（友情提示：石灰石中的雜質(zhì)不參加反應(yīng)且難溶于水，NaOH溶液吸收二氧化碳變成碳酸鈉溶液）

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

4.4

；
（2）樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%，寫出具體計(jì)算過程）；
（3）將石灰石與稀鹽酸反應(yīng)后的剩余物質(zhì)進(jìn)行過濾，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5%的CaCl₂溶液？（寫出具體計(jì)算過程）

Answer 1

分析：（1）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；
（2）由碳酸鈣完全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)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
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100        111      44
x           y       4.4g

100

x

=

111

y

=

44

4.4g

x=10g    y=11.1g
樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

10g

12g

×100%=83.3%
（3）由于稀釋前后溶質(zhì)的量不變，所以設(shè)加入水的質(zhì)量為z．

11.1g

10g+104.4g-4.4g+z

×100%=5%   
z=112g
故答案為：（1）4.4；（2）樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為83.3%；（3）所需加水的質(zhì)量為112g．

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