Question

石灰石是山西省的主要礦物產品之一．研究性小組做了如下的實驗．取50g石灰石樣品（雜質不與酸或水反應）放入燒杯中，并加入稀鹽酸217.6g，恰好反應完全．燒杯連同藥品的質量（m）起始時為300g．實驗數據記錄如下：

l反應的時間（分）	2	4	6	8	10	12	14	16
l　　m（g）	294.5	290.0	286.0	284.0	283.0	282.4	M	282.4

（1）依據實驗數據記錄作出反應時間與生成CO₂質量關系的圖象：

（2）從圖象上可以得出三分鐘產生的CO₂的質量為______g，M的值是______ g；
（3）計算該石灰石中碳酸鈣的質量分數．

Answer 1

解：（1）由于反應后物質的減輕值為二氧化碳的質量，所以可得到不同時間的生成二氧化碳的質量，其對應關系如表所示：

反應的時間（分）	2	4	6	8	10	12	14	16
CO2（g）	5.5	10	14	16	17	17.6	17.6	17.6

利用描點法可得圖象如圖：
（2）從圖象可知3分鐘時生成的二氧化碳質量約為7.5g，12min和16min時的數據相同，說明12min時反應已完成，那么14 min時的數據應該和12min、16min時的一樣，故表中M的值應該是282.4．
（3）最終反應生成二氧化碳的質量為：300.0g-282.4=17.6g
設石灰石樣品中碳酸鈣的質量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
x 17.6g

解之得：x=40g
∴石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為：×100%=80%
故答案為：（1）如圖：
（2）7.5；282.4；
（3）該石灰石中碳酸鈣的質量分數為80%；
分析：（1）依據質量守恒定律的應用對反應后質量的減少值進行分別進行計算，求出不同時間中二氧化碳的數值，而后利用描點法繪制圖象即可；
（2）由圖象的情況可判斷3分鐘生成的二氧化碳質量，12min和16min時的數據相同，說明12min時反應已完成，那么14 min時的數據應該和12min、16min時的一樣．
（3）根據化學方程式，可以求出各物質之間的質量比，進而求出碳酸鈣的質量，再根據質量分數公式，可求出石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數．
點評：解答本題的關鍵是根據質量守恒定律，準確判斷出二氧化碳和反應后生成的溶液的質量．