Question

某化學興趣小組為了測定一批石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，取用4g石灰石樣品，將40g稀鹽酸分為4次加入樣品中（石灰石樣品中所含的雜質不溶于水和鹽酸），充分反應后經過濾、干燥等操作，最后稱量，得實驗數據如下：

實驗次數	第1次	第2次	第3次	第4次
加入稀鹽酸的質量	10g	10g	10g	10g
剩余固體的質量	3.0g	2.0g	1.0g	0.4g

請計算：
（1）從以上數據可知，這四次實驗中，第

 

次石灰石樣品中碳酸鈣完全反應．
（2）該石灰石樣品碳酸鈣的質量分數是多少？
（3）所用稀鹽酸的溶質質量分數是多少？

Answer 1

分析：（1）通過比較每10g稀鹽酸碳后酸鈣減少的質量來確定反應是否完全進行．
（2）由樣品質量和雜質質量就可以計算出樣品中碳酸鈣的質量分數．
（3）根據反應的化學方程式，由參加反應的碳酸鈣的質量計算鹽酸完全反應時消耗的HCl的質量，利用溶質質量分數公式計算該稀鹽酸的質量分數；根據實驗數據，前三次所加入的稀鹽酸都完全發(fā)生了反應，在計算稀鹽酸的溶質質量分數時可使用前三次的實驗數據．

解答：解：（1）比較第加入一、二、三次的數據可知：10g鹽酸完全反應可以消耗碳酸鈣3.0g-2.0g=1g；第四次中僅減少了1.0g-1.4g=0.6g，沒有減少到1g，說明此時碳酸鈣已完全反應，樣品中含有0.4g雜質．
（2）樣品中碳酸鈣的質量分數為

4g-0.4g

4g

×100%=90%
（3）解：設與1克碳酸鈣反應的HCl的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑ 
100   73
1g    x      
 

100

1g

=

73

x

X=0.73g
所以稀鹽酸中溶質的質量分數為：

0.73g

10g

×100%=7.3%．
答：（1）第4次石灰石樣品中碳酸鈣完全反應，（2）該石灰石樣品碳酸鈣的質量分數是90%
（3）所用稀鹽酸的溶質質量分數是7.3%．

點評：根據反應進行溶液溶質質量分數計算時，一定要選取溶液中溶質完全反應時的數據計算溶液中溶質的質量，這樣求得的溶質質量分數才是溶液的溶質質量分數．