Question

4．某科學興趣小組在綜合實踐活動中，從石灰廠帶來一塊石灰石樣品，技術員告訴他們此樣品中含有的雜質是SiO₂（SiO₂難溶于水，不能與鹽酸反應）．為了測定該石灰石的純度，興趣小組同學取用10克這種石灰石樣品，用實驗室現有的未知溶質質量分數的稀鹽酸80克分四次加入，充分反應后，經過濾、干燥等操作后稱量，得到如下數據：

實驗次數	1	2	3	4
加入稀鹽酸的質量/g	20	20	20	20
剩余固體的質量/g	a	5.0	2.5	1.0

（1）表中a的值為7.5克．
（2）該石灰石樣品的純度．
（3）所用的稀鹽酸的溶質的質量分數．

Answer 1

分析 （1）根據消耗同質量的鹽酸反應掉的石灰石質量相等原則進行分析．
（2）根據表格數據可分析出雜質的質量為1.0g．
（3）分析數據可知，每消耗20g鹽酸，反應的碳酸鈣的質量為2.5g，可根據化學方程式求出鹽酸中溶質的質量，進而計算出溶質的質量分數．

解答 解：（1）根據表格數據可得，第3次加入20g稀鹽酸，固體質量減少了5.0g-2.5g=2.5g，則每消耗20g鹽酸，固體質量減少2.5g，所以a的值為10g-2.5g=7.5g
故答案為：7.5；
（2）由表中數據可知第4次固體的質量減少小于2.5g，則石灰石中的碳酸鈣已經完全反應，所以雜質的質量為1.0g，
石灰石的質量分數=$\frac{10g-1.0g}{10g}$×100%=90%
答：該石灰石樣品的純度90%．
（3）由題意可知加入20g鹽酸，反應的碳酸鈣的質量為2.5g
設此時參加反應的HCl的質量為x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73
2.5g    x
$\frac{100}{73}$=$\frac{2.5g}{x}$
  x=1.825g
所以鹽酸的質量分數=$\frac{1.825g}{20g}$×100%=9.125%
答：所用的稀鹽酸中溶質的質量分數9.125%．

點評 本題主要考查利用化學方程式進行計算的能力，同時也考查了學生分析數據，找出規律的能力．