Question

7．某化學研究性學習小組的同學為了測定某礦山石灰石的純度，取2.0g該石灰石樣品，將20.0g稀鹽酸平均分成4份，分4次加入到樣品中，充分反應(yīng)后測定剩余固體的質(zhì)量（雜質(zhì)不與酸反應(yīng)，也不溶于水），數(shù)據(jù)見表：

次數(shù)	1	2	3	4
加入鹽酸質(zhì)量/g	5.0	5.0	5.0	5.0
剩余固體的質(zhì)量/g	1.5	1	0.5	0.5

計算：
（1）該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)；
（2）所用稀鹽酸中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)；
（3）恰好完全反應(yīng)時，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 （1）石灰石的質(zhì)量去掉雜質(zhì)的質(zhì)量為石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量．
石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量與石灰石質(zhì)量之比為石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．
（2）由表中1、2組數(shù)據(jù)可知1組中加入的鹽酸已經(jīng)完全反應(yīng)，使石灰石的質(zhì)量減小，減小的質(zhì)量就是與鹽酸反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量．因此由該組中的數(shù)據(jù)和相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的化學方程式可以計算出鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．
（3）根據(jù)碳酸鈣的質(zhì)量求出生成的氯化鈣的質(zhì)量和二氧化碳的質(zhì)量．

解答 解：由表中數(shù)據(jù)可知最終剩余的固體的質(zhì)量0.5g就是樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量．
（1）樣品中碳酸鈣的質(zhì)量2g-0.5g=1.5g；樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{2g-0.5g}{2g}$×100%=75%
（2）加入5g鹽酸溶解CaC0₃的質(zhì)量為：2.0g-1.5g=O.5g
設(shè)鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為x．
CaC0₃+2HCl=CaCl₂+C0₂↑+H₂0
100    73
O.5g  5g×x
$\frac{100}{0.5g}=\frac{73}{5g×x}$
x=7.3%
（3）由表中1、2、3組數(shù)據(jù)可知，恰好完全反應(yīng)時，消耗稀鹽酸15g
恰好完全反應(yīng)時，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為y，生成二氧化碳的質(zhì)量為z
CaC0₃+2HCl=CaCl₂+C0₂↑+H₂0
100         111  44
1.5g         y   z
$\frac{100}{1.5g}=\frac{111}{y}$  y=1.665g
$\frac{100}{1.5g}=\frac{44}{z}$
z=0.66g
y=1.665g
恰好完全反應(yīng)時，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{1.665g}{1.5g+15g-0.66g}×$100%≈10.6%
答案：
（1）該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為75%；
（2）所用稀鹽酸中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為7.3%；
（3）恰好完全反應(yīng)時，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)10.6%．

點評 本題主要考查有關(guān)含雜質(zhì)物質(zhì)的化學方程式計算，難度較大．