Question

15．我會計算
為測定石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，某學習小組進行了如下實驗探究，取10g石灰石樣品放入燒杯中，加入稀鹽酸至不再產生氣泡為止（石灰石 中的雜質不溶于水，也不反應），并繪制了加入稀鹽酸的質量與放出氣體質量的坐標圖（見圖）．
（1）碳酸鈣完全反應用去稀鹽酸的質量為84.32 g．
（2）該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為80%．
（3）當鹽酸和石灰石恰好完全反應時，所得溶液中溶質質量分數是多少？10%（規(guī)范寫出計算過程）
某同學為探究某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，先后分別進行了四次實驗，（雜質不溶于水，也不參加反應）實驗數據如表：

實驗次數 項目	第一次	第二次	第三次	第四次
所取石灰石樣品的質量/g	12	12	12	12
所加稀鹽酸的質量/g	25	35	49	70
生成二氧化碳氣體的質量/g	2.2	3.1	4.4	4.4

根據該同學的實驗，試回答以下問題：
（1）上表四次實驗中，第次實驗樣品里的碳酸鈣就已反應完？
（2）該樣品中碳酸鈣的質量分數是多少？
（3）第三次實驗所得溶液溶質質量分數為多少？

Answer 1

分析 根據碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，依據圖象中的數據和轉折點進行計算；
（1）第1、2次比較可以發(fā)現，當稀鹽酸的質量增加時，氣體的質量也在增加，說明第1份中碳酸鈣沒有完全反應，稀鹽酸完全反應；
（2）根據二氧化碳的質量和方程式計算碳酸鈣的質量，進一步計算樣品中碳酸鈣的質量分數；
（3）根據二氧化碳的質量和方程式計算氯化鈣的質量，進一步計算樣品中氯化鈣的質量分數．

解答 解：（1）通過分析圖象中的數據和轉折點可知，碳酸鈣完全反應用去稀鹽酸的質量為84.32g；
（2）生成二氧化碳的質量為3.52g
設參加反應的碳酸鈣的質量為x，生成氯化鈣的質量為y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂0+CO₂↑
 100                111             44
   x                    y             3.52g
          $\frac{100}{x}$=$\frac{111}{y}$=$\frac{88}{3.52g}$
           x=8g
           y=8.88g
所以石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為$\frac{8g}{10g}$×100%=80%；
所得溶液中溶質質量分數是$\frac{8.88g}{84.32g+8g-3.52g}$×100%=10%；
（1）第1、2次比較可以發(fā)現，當稀鹽酸的質量增加時，氣體的質量也在增加，說明第1份中碳酸鈣沒有完全反應，稀鹽酸完全反應，并且每消耗25g鹽酸生成2.2g二氧化碳，第三次加入49g鹽酸生成4.4g二氧化碳后，二氧化碳的質量不再增加，說明第三、四次實驗樣品里的碳酸鈣就已反應完；
（2）設樣品中碳酸鈣的質量為m，生成氯化鈣的質量為n
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂0+CO₂↑
100                 111            44
m                      n             4.4g
$\frac{100}{m}$=$\frac{111}{n}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=10g，
y=11.1g
品中碳酸鈣的質量分數是$\frac{10g}{12g}$×100%=83.3%；
（3）第三次實驗所得溶液溶質質量分數為$\frac{11.1g}{49+10g-4.4g}$×100%=20.3%．
故答案為：（1）84.32；
（2）80%；
（3）10%；
（1）三、四；
（2）83.3%；
（3）20.3%．

點評 本題主要考查了化學方程式的計算，難度不大，注意解題的規(guī)范性和準確性．