Question

14．某石灰石中含有雜質（雜質不溶于水，也不與鹽酸反應），一興趣小組想測定該樣品中碳酸鈣的質量分數，他們將一塊樣品敲打粉碎后，稱出6g放入質量為20g的燒杯中，然后加入50g稀鹽酸，用玻璃棒攪拌至不再產生氣泡（鹽酸有剩余），反應所需時間和燒杯及其所盛物質的總質量變化如圖所示圖：
（1）將樣品敲碎的目的是增大石灰石與鹽酸的接觸面積，加快反應速率；
（2）寫出反應的化學方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）生成二氧化碳的質量2.2g；
（4）寫出求解參加反應的碳酸鈣的質量（x）的比例式$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$；
（5）此石灰石的純度是83.3%．

Answer 1

分析 根據反應時間曲線可查出碳酸鈣完全反應后放出氣體二氧化碳的質量，利用生成二氧化碳的質量計算出所取樣品中碳酸鈣質量，碳酸鈣質量與樣品質量比即樣品中碳酸的質量分數．

解答 解：（1）為避免樣品中碳酸鈣不能完成反應，可把樣品粉碎，增大樣品與鹽酸的接觸面積，此舉還可以加快反應的速率；
（2）碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）圖中質量軸上每個小刻度表示0.2g，所以完全放出氣體后剩余物質總質量為73.8g；
根據質量守恒定律，因此放出氣體二氧化碳的質量=76g-73.8g=2.2g
（4）設石灰石樣品中碳酸鈣的質量為x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                 44
x                  2.2g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$
 x=5g
石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為：$\frac{5g}{6g}$×100%=83.3%．
故答案為：（1）增大石灰石與鹽酸的接觸面積，加快反應速率；
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）2.2g；
（4）$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$；
（5）83.3%．

點評 準確判斷圖中刻度值是正確解決本題一個重要細節，是正確判斷生成二氧化碳質量的關鍵．