Question

12．小明同學為了尋找含碳酸鈣質量分數超過85%的石灰石，對一樣品進行了如表定量實驗．

實驗步驟	Ⅰ．將適量鹽酸加入燒杯中并稱重	Ⅱ．稱取少量石灰石樣品加入燒杯中，使之與過量稀鹽酸反應	Ⅲ．待反應完全后，稱重
實驗圖示
實驗數據	燒杯和鹽酸的質量為100.0g	石灰石樣品的質量為12.0g	燒杯和其中混合物的質量為107.6g

已知燒杯質量為13.1g，試通過計算分析：
（1）該試驗中生成的二氧化碳的質量是4.4g．
（2）通過計算推斷該是石灰石樣品的純度是否符合要求（石灰石樣品中的雜質不與鹽酸反應）？反應所得溶液的溶質質量分數是多少？（要求寫出計算步驟）

Answer 1

分析 （1）石灰石中主要成分碳酸鈣可以與鹽酸反應生成氯化鈣、水和氣體二氧化碳；隨著反應的發生，二氧化碳不斷放出而使燒杯內物質質量減小；完全反應前后燒杯中物質質量差為放出氣體二氧化碳的質量；
（2）石灰石樣品的純度=$\frac{碳酸鈣的質量}{石灰石樣品的質量}$×100%，根據反應的化學方程式，可由反應放出二氧化碳的質量計算參加反應的碳酸鈣的質量；
（3）利用化學反應方程式計算出氯化鈣的質量，再利用溶液的質量來計算溶質的質量分數．

解答 解：（1）根據質量守恒定律得：反應放出CO₂的質量=（100.0g+12.0g）-107.6g=4.4g；
（2）設12.0g石灰石樣品中含CaCO₃質量為x，生成氯化鈣的質量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100 　　　 　 111　 44
x 　　　　　 　y　  4.4g
$\frac{100}{x}=\frac{111}{y}=\frac{44}{4.4g}$
x=10g，y=11.1g
該石灰石樣品的純度為：$\frac{10g}{12g}$×100%=83.3%
因83.3%＜85%，所以該石灰石樣品的純度不符合要求；
（3）反應后燒杯中溶液的溶質質量分數是：$\frac{11.1g}{107.6g-13.1g-（12g-10g）}$=12%
答：（1）該實驗中生成的二氧化碳的質量是4.4g；
（2）該石灰石樣品的純度不符合要求；
（3）反應后燒杯中溶液的溶質質量分數是12%．

點評 根據質量守恒定律，放出氣體的反應，反應前各物質的總質量與反應后剩余物質的質量差即為反應放出氣體的質量．