Question

14．某�？茖W科學興趣小組在綜合實踐活動中，從某石灰廠帶來一塊石灰石樣品，技術員告訴他們此樣品中含有的雜質是SiO₂ （SiO₂ 難溶于水，不能與鹽酸反應）．為了測定該石灰石樣品的純度，興趣小組的同學取10克這種石灰石樣品，用實驗室現有的未知溶質質量分數的稀鹽酸80mL分四次加入，充分反應后，經過濾、干燥等操作后稱量，得到如下數據：

實驗次數	1	2	3	4
加入稀鹽酸的體積/mL	20	20	20	20
剩余固體的質量/g	a	5.0	2.5	1.0

（1）表中a的值為7.5克．
（2）求該石灰石樣品的純度．
（3）若該稀鹽酸的密度為1.1g/mL，求稀鹽酸的溶質質量分數．

Answer 1

分析 （1）根據消耗同體積、同濃度的鹽酸反應掉的石灰石質量相等原則進行分析．
（2）根據表格數據可分析出雜質的質量為1.0g．
（3）分析數據可知，每消耗20g鹽酸，反應的碳酸鈣的質量為2.5g，可根據化學方程式求出鹽酸中溶質的質量，進而計算出溶質的質量分數．

解答 解：（1）根據表格數據可得，第3次加入20mL稀鹽酸，固體質量減少了5.0g-2.5g=2.5g，則每消耗20mL鹽酸，固體質量減少2.5g，所以a的值為10g-2.5g=7.5g
故答案為：7.5；
（2）由表中數據可知第4次固體的質量減少小于2.5g，則石灰石中的碳酸鈣已經完全反應，所以雜質的質量為1.0g，
石灰石的質量分數=$\frac{10g-1.0g}{10g}$×100%=90%
答：該石灰石樣品的純度90%．
（3）由題意可知加入20mL鹽酸，反應的碳酸鈣的質量為2.5g
設此時參加反應的HCl的質量為x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100        73
2.5g       x
$\frac{100}{2.5g}=\frac{73}{x}$
  x=1.825g
所以鹽酸的質量分數=$\frac{1.825g}{20mL×1.1g/mL}$×100%=8.3%
答：所用的稀鹽酸中溶質的質量分數8.3%．

點評 本題主要考查利用化學方程式進行計算的能力，同時也考查了學生分析數據，找出規律的能力．