Question

4．某研究學習小組欲測定石灰石中碳酸鈣的質量分數，采用的方法如下：取該石灰石樣品20g，把80g稀鹽酸分四次加入，實驗過程所得數據如下表（已知石灰石樣品中含有的二氧化硅等雜質不溶于水，不與稀鹽酸反應）．根據實驗數據計算：（計算結果保留到小數點后一位．）

實驗次數	加入稀鹽酸的質量/g	剩余固體的質量/g
1	20	15
2	20	10
3	20	6.8
4	20	n

（1）表中n的數值為6.8．
（2）樣品中碳酸鈣的質量分數是多少？
（3）求鹽酸中溶質的質量分數是多少？

Answer 1

分析 （1）根據圖表數據可知，第1、2次反應后固體物質減少的質量都為5g，而第3次反應后固體物質減少的質量為3.2g，說明此時碳酸鈣已反應完，不再產生氣體，故表中n的數值為6.8．
（2）根據圖表數據可知，完全反應后，剩余固體物質的質量為6.8g，石灰石樣品的質量減去剩余固體物質的質量就是樣品中碳酸鈣的質量，然后根據質量分數公式計算即可．
（3）根據圖表數據可知，第1、2次反應后固體物質減少的質量都為5g，說明20g稀鹽酸恰好能與石灰石中的5g碳酸鈣完全反應．根據碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式和第1次完全反應中碳酸鈣的質量，即可計算出第一次參與反應的HCl質量，然后根據溶質的質量分數公式計算即可．

解答 解：（1）根據圖表數據可知，第1、2次反應后固體物質減少的質量都為5g，而第3次反應后固體物質減少的質量為3.2g，說明此時碳酸鈣已反應完，不再產生氣體，故表中n的數值為6.8．
故答案為：6.8．
（2）樣品中碳酸鈣的質量分數=$\frac{20g-6.8g}{20g}$×100%=66%．
答：樣品中碳酸鈣的質量分數為66%．
（3）由題分析20g稀鹽酸恰好能與石灰石中的5g碳酸鈣完全反應
設第一次參與反應的HCl質量為x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100        73
5g           x
$\frac{100}{73}=\frac{5g}{x}$
解之得：x=3.65g，
鹽酸中溶質的質量分數為：$\frac{3.65g}{20g}×100%$=18.25%．
答：鹽酸中溶質的質量分數為18.25%．

點評 本題主要考查學生利用化學方程式和溶質的質量分數公式進行計算的能力．