Question

11．石灰石是生產玻璃、氯化鈣等多種化工產品的原料．某研究性學習小組為了測定當地礦山石灰石中碳酸鈣的質量分數，取來了礦石樣品，并取稀鹽酸200g，平均分成4份，進行實驗，結果如下：

實  驗	1	2	3	4
加入樣品質量/g	5	10	15	20
生成CO2的質量/g	1.76	3.52	4.4	m

（1）第3、4次反應中礦石有剩余；
（2）表中m值是4.4；
（3）試計算這種石灰石中碳酸鈣的質量分數．

Answer 1

分析 （1）觀察并對比表格中的數據可知：第2次實驗中加入的樣品和生成二氧化碳的質量均為第一次實驗的兩倍，同時可以判斷5g樣品能夠產生1.76g二氧化碳，而第3次加入樣品比第2次加入的樣品多5g，而生成的二氧化碳的質量只產生了4.4g-3.52g=0.88g，說明此時鹽酸已完全反應，故3、4次實驗中碳酸鈣有剩余；
（2）通過對表格中數據結合（1）的分析可以判定出m的值；
（3）由（1）中的分析可以知道，實驗1和實驗2中樣品中碳酸鈣均完全反應，所以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的質量，然后再根據質量分數公式進行計算即可；

解答 解：（1）觀察并對比表格中的數據可知：第2次實驗中加入的樣品和生成二氧化碳的質量均為第一次實驗的兩倍，同時可以判斷5g樣品能夠產生1.76g二氧化碳，而第3次加入樣品比第2次加入的樣品多5g，而生成的二氧化碳的質量只產生了4.4g-3.52g=0.88g，說明此時鹽酸已完全反應，故3、4次實驗中碳酸鈣有剩余．
（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的值為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%．
答：石灰石中碳酸鈣的質量分數為80%．
故答案為：
（1）3、4兩次；
（2）4.4；
（3）80%；

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．