Question

17．某同學去我市的某風景區游玩時，取回了若干塊礦石樣品，他采用了以下的方法對樣品中碳酸鈣的質量分數進行檢測：取這種石灰石樣品6克，把40克稀鹽酸分四次加入，測量過程所得數據見下表（已知石灰石樣品中含有的雜質不溶于水，不與鹽酸反應）．

加入稀鹽酸的次序	1	2	3	4
加入稀鹽酸的質量（克）	10	10	10	10
剩余固體的質量（克）	4.0	m	1.2	1.2

求：（1）6克石灰石樣品中含有的雜質為1.2克．
（2）m=2.0．
（3）樣品中碳酸鈣的質量分數是多少？
（4）所用稀鹽酸的質量分數是多少？

Answer 1

分析 （1）比較第三次和第四次的數據可以得出樣品中雜質的質量為；
（2）比較第一次和第三次的數據可知第一次中鹽酸完全反應，消耗碳酸鈣6.0g-4.0=2.0g，因此第二次中也是消耗2.0g碳酸鈣，故可以求出m的值；
（3）由雜質的質量可以求出碳酸鈣的質量，進而求出碳酸鈣的質量分數；
（4）根據題意可以知道第一次鹽酸和2g碳酸鈣恰好完全反應，可以據此求出鹽酸的質量分數．

解答 解：（1）比較第三次和第四次的數據可知：樣品中雜質的質量為1.2g；
（2）比較第一次和第三次的數據可知，第一次加入10g鹽酸后剩余固體的質量為4.0g，而第三次加入稀鹽酸后剩余固體的質量為1.2g，所以可以判斷第一次中鹽酸完全反應，消耗碳酸鈣6.0g-4.0=2.0g，即10g 稀鹽酸能夠消耗2g碳酸鈣，因此第二次中也是消耗2.0g碳酸鈣，故可以求出m=4.0-2.0=2.0；
（3）碳酸鈣的質量為：6.0g-1.2g=4.8g，故其質量分數為：$\frac{4.8g}{6g}×100%$=80%
（4）設10g稀鹽酸中溶質的量為x，則：
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100       73
  2g         x
$\frac{100}{73}=\frac{2g}{x}$    解得：x=1.46g．
所以鹽酸的質量分數為：$\frac{1.46g}{10g}×100%$=14.6%．
故答案為：（1）1.2；
（2）2.0；
（3）樣品中碳酸鈣的質量分數是80%；（4）所用稀鹽酸的質量分數是14.6%．

點評 本題主要考查學生運用化學方程式和質量分數公式進行計算的能力，解答本題時學生需要認真分析圖表數據，根據物質反應時的質量關系，正確運用公式和化學方程式進行解答