Question

有一種石灰石的樣品，其中含有的雜質(zhì)是二氧化硅（二氧化硅是一種不溶于水，不與酸反應(yīng)，耐高溫的固體）．某學生想測定該樣品的純度，他取用2g這種石灰石樣品，把20g稀鹽酸分四次加入，充分反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量見下表

稀鹽酸的用量	剩余固體的質(zhì)量
第1次加入5g	1.315g
第2次加入5g	0.63g
第3次加入5g	0.3g
第4次加入5g	0.3g

（1）2g石灰石樣品中，有雜質(zhì)質(zhì)量______克．石灰石樣品的純度是______．
（2）第______次加入鹽酸后，樣品中的碳酸鈣反應(yīng)完．
（3）請計算所用鹽酸中氯化氫質(zhì)量分數(shù)．
（4）請計算100kg這種純度的石灰石充分煅燒后，得到的生石灰質(zhì)量．

Answer 1

解：（1）由圖表分析知3次、4次剩余固體的質(zhì)量相同，說明碳酸鈣完全反應(yīng)，剩余的固體是雜質(zhì)的質(zhì)量，據(jù)此得知碳酸鈣的質(zhì)量是2g-0.3g=0.685g，則石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為：×100%=85%；
（2）由表中每次加入5g稀鹽酸固體減少的質(zhì)量關(guān)系可判斷：每加入5g稀鹽酸固體應(yīng)減少0.685g；據(jù)此規(guī)律，由第3次加入鹽酸后固體質(zhì)量的減少值小于0.685g，可判斷此次反應(yīng)后碳酸鈣已完全反應(yīng)；
（3）由圖表分析可知：每加入5g稀鹽酸消耗碳酸鈣0.685g，設(shè)所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為x%
CaCO₃ +2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 73
0.685g 5g×x%
=
x%=10%
答：所用鹽酸中氯化氫質(zhì)量分數(shù)是10%．
（4）設(shè)100kg這種純度的石灰石充分煅燒后，得到的生石灰質(zhì)量為y
CaCO₃CaO+CO₂↑
100 56
100kg×85% y
=
y=47.6kg
答：100kg這種純度的石灰石充分煅燒后，得到的生石灰質(zhì)量是47.6kg
故答案為：（1）0.3；85%；（2）3；（3）10%；（3）47.6kg．
分析：（1）由于樣品中除碳酸鈣外，二氧化硅既不與鹽酸反應(yīng)，也不溶于水，因此由表中3次、4次剩余固體的質(zhì)量相同，說明碳酸鈣完全反應(yīng)，剩余的固體是雜質(zhì)的質(zhì)量，據(jù)此得知碳酸鈣的質(zhì)量，進而計算出石灰石樣品的純度；
（2）由表中每次加入5g稀鹽酸固體減少的質(zhì)量關(guān)系可判斷：每加入5g稀鹽酸固體應(yīng)減少0.685g；據(jù)此規(guī)律，由第3次加入鹽酸后固體質(zhì)量的減少值小于0.685g，可判斷此次反應(yīng)后碳酸鈣已完全反應(yīng)；
（3）利用每加入5g稀鹽酸消耗碳酸鈣0.685g，利用這一關(guān)系可求鹽酸中氯化氫質(zhì)量分數(shù)；
（4）根據(jù)碳酸鈣高溫下分解反應(yīng)的化學方程式，確定分解的碳酸鈣與得到生石灰的質(zhì)量關(guān)系，可由石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量計算求出能得到生石灰的質(zhì)量．
點評：根據(jù)圖表中剩余固體的質(zhì)量，分析每次加入相同稀鹽酸所減少的質(zhì)量即樣品中被反應(yīng)掉碳酸鈣的質(zhì)量，并判斷出第3次加稀鹽酸后碳酸鈣完全反應(yīng)，掌握相應(yīng)的化學方程式，才能順利解答．