Question

11．為測定石灰石中CaCO₃的質量分數，取40.0g稀鹽酸分4次加入到10.0g石灰石樣品中（石灰石中的雜質不跟稀鹽酸反應），實驗中測出的數據記錄如下表：

	加入稀鹽酸的質量/g	剩余固體的質量/g
第一次	10.0	7.0
第二次	10.0	m
第三次	10.0	2.0
第四次	10.0	n

根據實驗中的數據計算下列問題：
①m=4，n=2              
②計算石灰石中CaCO₃的質量分數．
③在整個反應中產生二氧化碳的質量？④所用稀鹽酸中HCl的質量分數？

Answer 1

分析 由第一次及第三次剩余固體的質量關系，可得到判斷：第一次加入的稀鹽酸完全反應，剩余固體中含有未反應的碳酸鈣，因此可知道每加入10g稀鹽酸能消耗3.0g碳酸鈣，則第二加入10g稀鹽酸會繼續消耗3.0g碳酸鈣，而第三次加入等量稀鹽酸時，剩余固體質量不再繼續減少3.0g，說明此時碳酸鈣已完全反應，剩余固體為樣品中雜質．

解答 解：
由數據記錄，第一次加入10g稀鹽酸固體質量減少10g-7g=3.0g，第三次加入同量稀鹽酸時，固體質量共減少了10.0g-2.0g=8g，由此可判斷第一次加入稀鹽酸完全反應，碳酸鈣有剩余，于是可知：每加入10g稀鹽酸可以消耗3.0g碳酸鈣、第三次加入10g稀鹽酸后碳酸鈣完全反應，因此可得到：
①m=10.0g-3.0g×2=4.0g，n=2.0g；
②石灰石中CaCO₃的質量分數=$\frac{10.0g-2.0g}{10.0g}$×100%=80%
③設生成二氧化碳的質量為x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
8g                    x
$\frac{44}{x}$=$\frac{100}{8g}$
x=3.52g 
④設10g鹽酸中溶質的質量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73
3g     y     
   $\frac{100}{3g}$=$\frac{73}{y}$     
y=2.19g
所用稀鹽酸中HCl的質量分數為：$\frac{2.19g}{10g}$×100%=21.9%
答：②石灰石中CaCO₃的質量分數為80%；
③在整個反應中產生二氧化碳的質量為3.52g；
④所用稀鹽酸中HCl的質量分數為21.9%．
故答案為：①4；2；
②80%；
③3.52g；
④21.9%．

點評 由實驗數據記錄表中剩余固體質量的變化規律，分析反應進行情況，為解決問題的根本，表現出分析實驗數據的能力．