Question

5．金華北山地區有國家級風景區--雙龍洞和省級風景區--六洞山風景區，旅游資源非常豐富，溶洞景觀，千姿百態，吸引著全國各地游客，給當地人民帶來經濟收入；同時北山地區有豐富的礦產資源--石灰石，以此為原料的水泥廠遍布周圍，雙龍管委會提出的“合理開發，適度保護”政策為可持續發展提供了保證．某中學研究性學習小組的同學為了測定礦山石灰石中碳酸鈣的質量分數，取來了一些礦石樣品，并取稀鹽酸200g，平均分成4份進行實驗，（雜質與鹽酸不反應）結果如表：

實驗	1	2	3	4
加入樣品的質量/克	5	10	15	20
生成CO2的質量/克	1.76	3.52	4.4	M

（1）哪幾次反應中礦石有剩余3、4．
（2）表中M的數值4.4．
（3）計算這種礦石中碳酸鈣的質量分數．
（4）稀鹽酸的質量分數多大？

Answer 1

分析 （1）觀察并對比表格中的數據可知：第2次實驗中的數據均為第一次實驗的兩倍，而第3次加入樣品質量是第一次的三倍，而生成的氣體少，說明此時鹽酸已完全反應．由此可知，3、4次實驗中碳酸鈣有剩余，
（2）由上述分析可知，鹽酸已完全反應時生成二氧化碳的質量是4.4g，即m=4.4；
（3）碳酸鈣的質量分數可根據第1次或第2次實驗中二氧化碳的質量求出．根據化學方程式得出各物質之間的質量比，列出比例式，即可求出參加反應的CaCO₃，然后再根據質量分數公式進行計算即可．
（4）稀鹽酸的質量分數可根據第3次或第4次實驗中二氧化碳的質量求出．根據化學方程式得出各物質之間的質量比，列出比例式，即可求稀鹽酸中氯化氫的質量，然后再根據質量分數公式進行計算即可．

解答 解：（1）由表格中的數據可知，第3次鹽酸已完全反應完全反應，故第3、4次反應中的碳酸鈣的質量有剩余；
（2）因為第3次反應已是完全反應，不再有氣體產生，故第四次反應生成的氣體質量的第三次的一樣多，即m=4.4．
（3）設第1次實驗中樣品中的碳酸鈣的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
 100                                   44
  x                                   1.76g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{1.76g}$
解之得：x=4g，
石灰石中碳酸鈣的質量分數為：$\frac{4g}{5g}$×100%=80%；
（4）設50g稀鹽酸中含有氯化氫的質量為y，
第3次中的氯化氫完全反應，以第3次進行計算，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
              73                        44
              y                        4.4g
$\frac{73}{y}=\frac{44}{4.4g}$，
y=7.3g，
稀鹽酸的質量分數為：$\frac{7.3g}{50g}$×100%=14.6%，
答：稀鹽酸的質量分數為14.6%．
故答為：（1）3、4次；（2）4.4；（3）石灰石中碳酸鈣的質量分數為80%；（4）稀鹽酸的質量分數是14.6%．

點評 本題主要考查學生對完全反應的概念的認識，以及運用化學方程式和質量分數公式進行計算的能力．