Question

15．為了探究石灰石的純度（假設樣品中的雜質既不溶于水也不與鹽酸反應），稱取40g石灰石樣品等分為4份（分別編號為①、②、③、④），每份樣品分別與一定量的稀鹽酸反應，所得數據如表所示：

樣品編號	①	②	③	④
稀鹽酸的質量	25g	50g	m（80＜m＜150）	150g
剩余固體的質量	7.5g	5g	2g	2g

然后，為了探究石灰石與稀鹽酸反應后所得溶液中的溶質成分，將編號③所得溶液過濾，取濾液質量的$\frac{1}{4}$于燒杯中，向其中滴加質量分數為10.6%的碳酸鈉溶液使其充分反應直至過量，有關的變化如圖所示：
分析題中有關信息和圖表，回答下列問題：
（1）該石灰石樣品的純度為80%．
（2）編號③所用稀鹽酸的質量m為100g．
（3）A點處對應的溶液中溶質的質量分數是多少？（寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）根據樣品中的雜質既不溶于水也不與鹽酸反應進行分析；
（2）根據參加反應的碳酸鈣的質量和化學方程式進行計算；
（3）根據碳酸鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，氫氧化鈉和鹽酸反應生成氯化鈉和水，依據題中的數據進行計算．

解答 解：（1）該石灰石樣品的純度為$\frac{10g-2g}{10g}$×100%=80%；
（2）依據①中的數據進行計算，
設鹽酸的質量分數為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73              
2.5g  x×25g
$\frac{100}{2.5g}$=$\frac{73}{x×25g}$
 x=7.3%
設編號③所用稀鹽酸的質量為y，生成二氧化碳質量為z，生成氯化鈣質量為a
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73    111      44 
8g   y×7.3%  a      z
$\frac{100}{8g}$=$\frac{73}{y×7.3%}$=$\frac{44}{z}$=$\frac{111}{a}$
 y=80g
 z=3.52g
a=8.88g
碳酸鈉消耗的鹽酸質量為m，生成氯化鈉質量為n，生成二氧化碳質量為d
    Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
    106          73        117       44
5g×10.6%     m×7.3%   n          d
 $\frac{106}{5g×10.6%}$=$\frac{73}{m×7.3%}$=$\frac{117}{n}$=$\frac{44}p9vv5xb5$
m=5g
n=0.585g
d=0.22g
所以編號③所用稀鹽酸的質量m為80g+4×5g=100g；
（3）氯化鈣與碳酸鈉生成氯化鈉的質量為b，生成碳酸鈣沉淀的質量為c
CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
      106    100     117
   20g×10.6% c       b
   $\frac{106}{20g×10.6%}$=$\frac{100}{c}$=$\frac{117}{b}$
   c=2g
   b=2.34g
所以A點處對應的溶液中溶質的質量分數是：$\frac{0.585g+2.34g}{（100g+8g-3.52g）×\frac{1}{4}+25g-2g-0.22g}$×100%≈6.0%．
故答案為：（1）80%；
（2）100g；
（3）A點處對應的溶液中溶質的質量分數是6.0%．

點評 本題主要考查了化學方程式的計算，難度不大，注意解題的規范性和準確性．