Question

（2013?哈爾濱模擬）某學校化學興趣小組的同學想測定某建筑工地大理石中碳酸鈣的含量，做了如下實驗：首先稱取50g該大理石樣品放入燒杯中，然后將200g的稀鹽酸分5次加入燒杯內（假設其余雜質均不與鹽酸反應也不溶于水）進行充分反應．實驗過程中的數據記錄如下：

	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
稀鹽酸的質量	40g	40g	40g	40g	40g
剩余固體質量	40.0g	X	20.0g	10.0g	5.0g

請回答下列問題：
（1）該小組同學要用質量分數為36.5%濃鹽酸配制所需的200克稀鹽酸，則需濃鹽酸的質量為

100g

（2）寫出實驗中發生反應的化學方程式

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

（3）列出求解生成二氧化碳總質量的比例式

100

44

=

45g

x

，或

100

45g

=

44

x

（4）向第二次反應后所得溶液中加入8.8g水，則所得溶液的溶質質量分數是

22.2%

（5）某工廠要想制得280t含雜質10%的生石灰，需要這種大理石的質量為

500t

．

Answer 1

分析：（1）根據第一次加入40g稀鹽酸，導致固體由50g變成了40g，減少了10g，第三次也是有20g變成10g，說明每加入40g鹽酸能夠使固體減少10g，依據雜質不與鹽酸反應，反應的是碳酸鈣，結合方程式計算出所用稀鹽酸溶質的質量分數，并據溶質的質量分數式分析解答；
（2）碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，據此書寫方程式；
（3）第5次加入40g鹽酸，固體減少5g，說明樣品中碳酸鈣反應完畢，依據碳酸鈣的總質量計算生成的二氧化碳的總質量，列出比例式；
（4）利用第二次實驗所消耗碳酸鈣的量，根據反應的化學方程式，計算出生成的氯化鈣的質量，由溶質的質量分數公式，求出加入水后溶液中溶質的質量分數；
（5）由50g樣品中雜質的質量是5g，計算樣品中碳酸鈣的純度，并據碳酸鈣分解的反應方程式計算需要大理石的質量．

解答：解：（1）第一次加入40g稀鹽酸，導致固體由50g變成了40g，減少了10g，第三次也是有20g變成10g，說明每加入40g鹽酸反應10g碳酸鈣
設反應10g碳酸鈣需要鹽酸溶質的質量是y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73   
10g    y

100

10g

=

73

y

  解得x=7.3g
40g稀鹽酸含有溶質的質量是7.3g，則200g稀鹽酸中含有溶質的質量是7.3g×5=36.5g；
需要濃鹽酸的質量是

36.5g

36.5%

=100g；
（2）碳酸鈣和鹽酸反應方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）要求生成二氧化碳的總質量，則須求出所有碳酸鈣反應生成的二氧化碳的質量，第5次加入40g鹽酸，固體減少5g，說明樣品中碳酸鈣反應完畢，所以碳酸鈣的總質量是50g-5g=45g
設45g碳酸鈣與鹽酸反應生成二氧化碳的總質量是x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
45g                   x
則求解生成二氧化碳總質量的比例式是：

100

44

=

45g

x

，或

100

45g

=

44

x

（4）第二次反應的碳酸鈣的質量是20g，設生成的二氧化碳的質量是a，生成氯化鈣的質量是b
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100          111      44
20g           b       a

100

20g

=

111

b

       b=22.2g

100

20g

=

44

a

        a=8.8g
所以向第二次反應后所得溶液中加入8.8g水，所得溶液的溶質質量分數是

22.2g

20g+80g+8.8g-8.8g

×100%=22.2%；
（5）根據以上分析，該大理石中碳酸鈣的質量分數是：

45g

50g

×100%=90%
設需要這種大理石的質量為m
CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑
100        56
m×90%    280t×（1-10% ）

100

m×90%

=

56

280t×(1-10% )

        m=500t
故答案為：
（1）100g；
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）

100

44

=

45g

x

，或

44

100

=

x

45g

；
（4）22.2%；
（5）500t．

點評：本題考查綜合、全面，分析透徹每次加入40g稀鹽酸固體剩余物質量的變化，對反應進行的情況進行判斷，這是解決本題的基礎，該題可很好考查學生分析、解決問題的能力，本題涉及的方程式計算較多，要找準已知量，細心分析．