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(chēng)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(xiàn)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(guò)程）
（3）若再稱(chēng)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(chēng)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_(kāi)_____．

Answer 1

解：（1）觀(guān)察關(guān)系曲線(xiàn)，可知相等質(zhì)量的粉末狀石灰石反應(yīng)的速率比塊狀石灰石的反應(yīng)速率大，可判斷是由于粉末狀石灰石與稀鹽酸接觸更充分，從而可知反應(yīng)物間的接觸面積影響反應(yīng)的速度；（2）設(shè)12.5g的石灰石樣品可生成CO₂質(zhì)量為m
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
5g×（1-20%） m

m=4.4g
（3）依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)的前后鈣元素的質(zhì)量不變，則有12.5g×（1-20%）××100%=4g；
故答案為：（1）反應(yīng)物間的接觸面積；（2）答：m的值為4.4．（3）4g；
分析：（1）根據(jù)關(guān)系圖中粉末狀石灰石與塊狀石灰石完全反應(yīng)所消耗時(shí)間的關(guān)系，推斷影響該化學(xué)反應(yīng)速率的因素；
（2）依據(jù)二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以求出碳酸鈣的質(zhì)量，而后利用方程式計(jì)算出生成的二氧化碳質(zhì)量即可；
（3）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變分析解答；
點(diǎn)評(píng)：本題是借助于數(shù)學(xué)模型，利用圖表的方式來(lái)分析和解決化學(xué)計(jì)算中的有關(guān)問(wèn)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．