Question

5．某化學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）分四次加入樣品中（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）充分反應后經過過濾、干燥等操作，最后稱量，得實驗數據如表：

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

（1）是護士樣品中碳酸鈣的質量分數為85%．
（2）求所用稀鹽酸的溶質質量分數？

Answer 1

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也應該等于0g，但是題中所給數據為0.6g，只減少了0.4g，所以可以判斷第四次加入稀鹽酸時碳酸鈣已完全反應，從而可以得出碳酸鈣的質量，然后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；
（2）根據碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式，確定的碳酸鈣與放出二氧化碳的質量關系，可由二氧化碳的質量計算求出能得到石灰石質量．

解答 解：（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也應該等于0g，但是題中所給數據為0.6g，只減少了0.4g，所以可以判斷第四次加入稀鹽酸時碳酸鈣已完全反應，從而可以得出碳酸鈣的質量為：4g-0.6g=3.4g，故碳酸鈣的質量分數為：$\frac{3.4g}{4g}×100%$=85%，故填：85%；
（2）設所用稀鹽酸10 g中溶質的質量為x，則：
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100        73
1g           x
$\frac{100}{73}=\frac{1g}{x}$
x=0.73g
故鹽酸的質量分數為：$\frac{0.73g}{10g}×100%=7.3%$
答：所用稀鹽酸的溶質質量分數為7.3%．

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．