Question

某興趣小組為了測定一批石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，取用4g石灰石樣品，把40g稀鹽酸（氯化氫的水溶液）分4次加入樣品中（樣品中除碳酸鈣外，其余的成分既不與鹽酸反應，也不溶解于水），充分反應后經過濾、干燥等操作，最后稱量，得實驗數據如下：

稀鹽酸的用量	剩余固體的質量
第一次加入10g	3.0g
第二次加入10g	2.0g
第三次加入10g	1.0g
第四次加入10g	0.6g

（l）從以上數據可知，這四次實驗中，第    次石灰石樣品中碳酸鈣完全反應
（2）求石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數．
（3）煅燒50t這種石灰石，能得到二氧化碳氣體多少噸？

Answer 1

【答案】分析：（1）由于樣品中除碳酸鈣外，其余的成分既不與鹽酸反應，也不溶解于水，因此由表中每次加入10g稀鹽酸固體減少的質量關系可判斷：每加入10g稀鹽酸固體應減少1.0g；據此規律，由第四次加入鹽酸后固體質量的減少值小于1.0g可判斷此次反應后碳酸鈣已完全反應；
（2）利用樣品質量與剩余固體質量差，可計算出樣品中碳酸鈣的質量，由此求出石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數；
（3）根據碳酸鈣高溫下分解反應的化學方程式，確定分解的碳酸鈣與放出二氧化碳的質量關系，可由石灰石中碳酸鈣的質量計算求出能得到二氧化碳氣體的質量．
解答：解：（1）根據表中的實驗數據可得，每加入10g稀鹽酸，固體質量減少=（4.0-3.0）g=1.0g，第四次加入稀鹽酸后，固體減少的質量=1.0g-0.6g=0.4g，小于1.0g，即此時碳酸鈣已完全反應；
故答案為：四；
（2）石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數=×100%=85%
（3）設能得到二氧化碳的質量為x
CaCO₃CaO+CO₂↑
100             44
50t×85%=42.5t  x
=  x=18.7t
答：（2）石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為85%；（3）能得到二氧化碳氣體18.7噸．
點評：根據圖表中剩余固體的質量，分析每次加入相同稀鹽酸所減少的質量即樣品中被反應掉碳酸鈣的質量，判斷出第四次加稀鹽酸后碳酸鈣完全反應，此為本題的突破口．