Question

7．某化學興趣小組的同學為測定某地石灰石中碳酸鈣的質量分數（雜質不參與反應）．已知碳酸鈣在高溫下分解成氧化鈣和二氧化碳．取石灰石樣品10.00g，高溫煅燒至質量不再改變后，把剩余固體放在密閉、干燥的容器中冷卻至室溫，稱量所得固體的質量為6.04g．求：
（1）石灰石中碳酸鈣的質量分數；
（2）若在空氣中高溫煅燒木炭和碳酸鈣的混合物，發生的反應分別是：碳與氧氣反應，碳酸鈣高溫下分解．實驗測得生成二氧化碳質量與原混合物質量相等，則原混合物中碳元素的質量分數是17.4%．（精確到0.1%）

Answer 1

分析 （1）碳酸鈣受熱分解能生成氧化鈣和二氧化碳，碳酸鈣和稀鹽酸反應能生成氯化鈣、水和二氧化碳；通過生成的二氧化碳的質量和化學方程式可以求出碳酸鈣的質量，從而可以進一步求出石灰石中碳酸鈣的質量分數．
（2）根據物質的性質進行分析在空氣中加強熱，則碳酸鈣會分解生成二氧化碳和氧化鈣，碳會和氧氣反應生成二氧化碳，而反應前后碳元素的質量不變，據此解答即可．

解答 解：（1）產生二氧化碳的質量為：10.0g-6.04g=3.96g；
設樣品中碳酸鈣的質量為X，
CaCO₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
100             44
 X             3.96g
$\frac{100}{X}=\frac{44}{3.96g}$
X=9g，
答：石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為：$\frac{9g}{10.00g}$×100%=90%；
（2）碳轉變為二氧化碳，碳酸鈣也生成了二氧化碳，說明原混合物中的碳元素全部轉化成了二氧化碳，反應前后碳元素的質量不變，即碳元素質量守恒．則：設混合物的總質量為m，其中碳的質量為x，則碳酸鈣的質量為（m-x），
由于碳元素在反應前后質量守恒，則有：x+（m-x）×$\frac{12}{100}$=m×$\frac{12}{44}$，解得x≈0.174m
則碳的質量分數為：$\frac{0.174m}{m}×100%$=17.4%．
答案：17.4%．

點評 本題主要考查根據根據化學方程式進行計算方面的知識，書寫化學方程式時要注意遵循質量守恒定律．