Question

某同學(xué)去我市狼山風(fēng)景區(qū)游玩，取回了若干塊礦石樣品，他采用了以下方法對樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)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(shù)據(jù)如下（已知石灰石樣品中含有的雜質(zhì)不溶于水，不與鹽酸反應(yīng)）．

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

求：
（1）6g石灰石樣品中含有的雜質(zhì)為

0.6

g．
（2）m=

2

．
（3）樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．
（4）所用稀鹽酸的質(zhì)量分數(shù)
（5）重新取該石灰石樣品10g，加入若干g該質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸后恰好完全反應(yīng)．求反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析：本題重在分析數(shù)據(jù)的有效性．樣品是6g，加入第一個10g鹽酸的時候，剩余固體是4g，說明反應(yīng)掉的碳酸鈣的質(zhì)量為2g．根據(jù)后面的數(shù)據(jù)可知此時碳酸鈣應(yīng)該有剩余，也就是10g鹽酸和2g碳酸鈣是恰好完全反應(yīng)．所以第二次再加10g鹽酸，反應(yīng)掉的碳酸鈣還可能是2g，即還剩余2g固體，根據(jù)后面的固體質(zhì)量可知，第二次應(yīng)該也是反應(yīng)掉2g．剩余2g．即m=2g．第三次加入10g鹽酸，是從剩余的2g固體減少為0.6g，說明此時碳酸鈣已經(jīng)完全反應(yīng)，最后的0.6g不含碳酸鈣成分．題目中要計算反應(yīng)所以溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)，就需要求溶質(zhì)和溶液的總質(zhì)量．

解答：解：（1）由分析以及比較第三次和的四次的數(shù)據(jù)6g樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量是0.6g．
（2）樣品是6g，加入第一個10g鹽酸的時候，剩余固體是4g，說明反應(yīng)掉的碳酸鈣的質(zhì)量為2g．根據(jù)后面的數(shù)據(jù)可知此時碳酸鈣應(yīng)該有剩余，也就是10g鹽酸和2g碳酸鈣是恰好完全反應(yīng)．所以第二次再加10g鹽酸，反應(yīng)掉的碳酸鈣還可能是2g，即還剩余2g固體，根據(jù)后面的固體質(zhì)量可知，第二次應(yīng)該也是反應(yīng)掉2g．剩余2g．即m=2g．
（3）由于雜質(zhì)的質(zhì)量是0.6g，所以樣品中CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)

6g-0.6g

6g

×100%=90%．
（4）設(shè)鹽酸的質(zhì)量為x，則：
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73
2g      x

100

2g

=

73

x

x=1.46 g．
所以鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為：

1.46g

10g

×100%=14.6%．
（2）重新取該石灰石樣品10g，則含碳酸鈣的質(zhì)量是10g×90%=9g，
設(shè)加入若干該質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸質(zhì)量是y，生成氯化鈣的質(zhì)量是z，生成二氧化碳的質(zhì)量是m
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73   111       44
9g  y×14.6% z        m

100

9

=

73

y×14.6%

=

111

z

=

44

m

y=45g   z=9.99g   m=3.96g
則反應(yīng)后溶液的質(zhì)量是9g+45g-3.96g=50.04g，溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是

9.99g

50.04g

×100%≈19.96%
故答案為：（1）0.66g．（2）2．
（3）樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為90%．
（4）所用稀鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為14.6%
（5）反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為19.96%．

點評：把握住記錄數(shù)據(jù)中在發(fā)生著變化的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)變化的原因或變化的規(guī)律，這是分析實驗數(shù)據(jù)的一種常用方法，也是這類題的解題關(guān)鍵．