Question

有一種石灰石樣品的成分是碳酸鈣和二氧化硅（SiO₂是一種不溶于水，不與鹽酸反應(yīng)，耐高溫的固體），某化學(xué)興趣小組為測(cè)定這種石灰石樣品中二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
①稱取25.0g石灰石樣品，平均分成質(zhì)量相等的兩份，并分別加工成塊狀和粉末狀；
②將100mL稀鹽酸平均分成體積相等的兩份，并分別倒入兩個(gè)錐形瓶中；
③將上述兩份樣品分別投入各盛有50mL稀鹽酸（足量）的兩個(gè)錐形瓶中，測(cè)得生成二氧化碳的質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如右圖所示。請(qǐng)回答：

（1）由圖中曲線分析得出，影響該化學(xué)反應(yīng)速率的因素是：                               。
（2）若實(shí)驗(yàn)測(cè)得該石灰石樣品中二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，則m的值為多少？（要有計(jì)算過程）
（3）若再稱取12.5g二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的該石灰石樣品進(jìn)行煅燒，一段時(shí)間后冷卻至室溫，稱得剩余固體的質(zhì)量為10.3g，則10.3g剩余固體中鈣元素的質(zhì)量為           。

Answer 1

（1）反應(yīng)物間的接觸面積；（2）4.4； （3）4g。

試題分析：（1）根據(jù)圖示可知，粉末狀的碳酸鈣比塊狀的碳酸鈣反應(yīng)的快，因?yàn)閴K狀和粉末狀的碳酸鈣在與鹽酸反應(yīng)時(shí)，與鹽酸的接觸面積不同，粉末狀的碳酸鈣與鹽酸接觸面積大，所以反應(yīng)快。
（2）根據(jù)題意，書寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，由石灰石樣品中二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，可求出一半樣品中的碳酸鈣的質(zhì)量=12.5g×（1－20%）=10g，進(jìn)而利用碳酸鈣與二氧化碳的質(zhì)量比，可求出二氧化碳的質(zhì)量，即m的值。
解：根據(jù)圖示可知，12.5g的石灰石樣品完全反應(yīng)，可生成CO₂質(zhì)量為m
CaCO₃ ＋ 2HCl = CaCl₂ ＋ H₂O ＋ CO₂↑
100                          44
10g                          m
100 ：44 =10g：m
解得m=4.4g
答：m的值為4.4。
（3）根據(jù)題意，碳酸鈣高溫分解，生成氧化鈣和二氧化碳，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃ CaO＋CO₂↑；
由于生成物二氧化碳?xì)怏w的逸出，故反應(yīng)后的固體質(zhì)量會(huì)減小，但根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，減少的質(zhì)量是二氧化碳的質(zhì)量，即C、O兩種元素的質(zhì)量，而固體中鈣元素的質(zhì)量沒變；結(jié)合題（2）可知，12.5g該石灰石樣品中含碳酸鈣10g，則其中含有的鈣元素的質(zhì)量為10g××100%=4g。
點(diǎn)評(píng)：此題是關(guān)于化學(xué)方程式的計(jì)算題，要求學(xué)生有較強(qiáng)的識(shí)圖能力和數(shù)據(jù)分析能力，解題的關(guān)鍵是根據(jù)題意找出恰好完全反應(yīng)時(shí)，參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量，再利用相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，并依據(jù)已知量對(duì)未知的應(yīng)求量進(jìn)行求解計(jì)算即可。