Question

20．我校自然科學(xué)興趣小組在野外考察時帶回來一礦石進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．請回答：
（1）下圖是測定這塊礦石的密度時所用的儀器及實(shí)驗(yàn)情況，計(jì)算出此礦石的密度．

（2）經(jīng)檢驗(yàn)此礦石中有一主要元素是鈣元素，取此礦石（雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)，且不溶于水）8克放入燒杯中（燒杯的質(zhì)量為20克），再加入47.2克稀鹽酸，在一定時間內(nèi)恰好反應(yīng)，生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體．反應(yīng)時間和燒杯及其所盛物質(zhì)的總質(zhì)量的關(guān)系如下表所示：

反應(yīng)時間（秒）	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20
燒杯及其所盛物質(zhì)的總質(zhì)量（克）	75.2	74.8	74.4	74.0	73.6	73.2	73	73	73	73

①生成氣體的質(zhì)量為2.2克；
②此礦石的主要成分是碳酸鈣，求反應(yīng)后所得溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？

Answer 1

分析 （1）測固體的密度的原理是ρ=$\frac{m}{V}$，用天平測質(zhì)量m，根據(jù)排水法用量筒測體積V．
（2）①根據(jù)反應(yīng)時間曲線可查出碳酸鈣完全反應(yīng)后放出氣體二氧化碳的質(zhì)量；
②利用生成二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算出所取樣品中碳酸鈣質(zhì)量以及生成氯化鈣的質(zhì)量，根據(jù)溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式進(jìn)行解答．

解答 解：（1）物體質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量加游碼對應(yīng)的刻度值，金屬塊的質(zhì)量：m=20g+20g+10g+4g=54g，
金屬塊體積是金屬塊浸沒在水中前后時，量筒中水面對應(yīng)的刻度值的差，
所以金屬塊的體積為：V=40ml-20ml=20ml=20cm³，
金屬塊密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{54g}{20c{m}^{3}}$=2.7g/cm³=2.7×10³kg/m³．
故答案為：2.7×10³kg/m³．
（2）①由質(zhì)量守恒定律，因此放出氣體二氧化碳的質(zhì)量=8g+20g+47.2g-73g=2.2g；故填：2.2；
②經(jīng)檢驗(yàn)此礦石中有一主要元素是鈣元素，并且加入稀鹽酸，在一定時間內(nèi)恰好反應(yīng)，生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體．說明為碳酸鹽，所以此礦石的主要成分是碳酸鈣；
設(shè)樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為x，生成氯化鈣的質(zhì)量為y．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                 111              44
x                     y                2.2g
$\frac{100}{x}=\frac{111}{y}=\frac{44}{2.2g}$
解得：x=5g，y=5.55g
反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{5.55g}{5g+47.2g-2.2g}×100%$=11.1%
答：主要成分是碳酸鈣；反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.1%．

點(diǎn)評 本題是一道有關(guān)測密度、化學(xué)方程式和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的綜合計(jì)算題，準(zhǔn)確判斷圖中刻度值是正確解決本題一個重要細(xì)節(jié)．