Question

4．某同學去我市的道場山風景區(qū)游玩時，取回了若干塊礦石樣品，它采用了以下的方法對樣品中碳酸鈣的質量分數進行檢測：取這種石灰石樣品6g，把40g稀鹽酸分四次加入，測量過程所得數據見表（已知石灰石樣品中的雜質不溶于水，不與鹽酸反應）．求：

加入稀鹽酸的次序	1	2	3	4
加入稀鹽酸的質量/g	10	10	10	10
剩余固體的質量/g	4.0	m	0.6	0.6

（1）6g石灰石樣品中含有的雜質為0.6；
（2）m=2.0；
（3）樣品中CaCO₃的質量分數；
（4）所用稀鹽酸的質量分數．

Answer 1

分析 （1）比較第三次和第四次的數據可以得出樣品中雜質的質量為；
（2）比較第一次和第三次的數據可知第一次中鹽酸完全反應，消耗碳酸鈣6.0g-4.0=2.0g，因此第二次中也是消耗2.0g碳酸鈣，故可以求出m的值；
（3）由雜質的質量可以求出碳酸鈣的質量，進而求出碳酸鈣的質量分數；
（4）根據題意可以知道第一次鹽酸和2g碳酸鈣恰好完全反應，可以據此求出鹽酸的質量分數．

解答 解：（1）比較第三次和第四次的數據可知：樣品中雜質的質量為0.6g；
（2）比較第一次和第三次的數據可知，第一次加入10g鹽酸后剩余固體的質量為4.0g，而第三次加入稀鹽酸后剩余固體的質量為0.6g，所以可以判斷第一次中鹽酸完全反應，消耗碳酸鈣6.0g-4.0=2.0g，即10g 稀鹽酸能夠消耗2g碳酸鈣，因此第二次中也是消耗2.0g碳酸鈣，故可以求出m=4.0-2.0=2.0；
（3）碳酸鈣的質量為：6.0g-0.6g=5.4g，故其質量分數為：$\frac{5.4g}{6.0g}$×100%=90%
（4）設鹽酸的質量為X，則：
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73
2g      X
$\frac{100}{2g}$=$\frac{73}{X}$
X=1.46 g．
所以鹽酸的質量分數為：$\frac{1.46g}{10g}$×100%=14.6%．
故答案為：（1）0.6；
（2）2.0；
（3）90%；
（4）14.6%．

點評 本題主要考查學生運用化學方程式和質量分數公式進行計算的能力，解答本題時學生需要認真分析圖表數據，根據物質反應時的質量關系，正確運用公式和化學方程式進行解答．