Question

某中学化学活动小组同学欲测定某石灰石矿的纯度，他们取一定质量的石灰样品粉末，加入一只烧杯（质量为25g）中，分4次加入某质量分数的稀盐酸，实验中用天准确称量充分反应后烧杯及烧杯内剩余物质的质量，实验数据如下表：

实验次数	l	2	3	4
每次加入稀盐酸的质量/g	50	100	150	200
烧杯及烧杯内剩余物质的质量/g	122.8	218.4	361.8	557.4

根据表中数据，回答下列问题．
（1）发生反应的化学方程式为

 

；
（2）根据表中数据列出矿石样品中所有碳酸钙的质量（X）的比例式为

 

；
（3）该石灰石样品的纯度为

 

；
（4）用36.5%的浓盐酸配制实验中所用稀盐酸，需要加水的质量为

 

g；
（5）向第4次实验后的烧杯中至少再加入

 

g该石灰石粉末，充分反应后，再加入

 

g
水，过滤，可得到10%的中性的氯化钙溶液．（过滤时滤液损失不计）

Answer 1

考点：根据化学反应方程式的计算,用水稀释改变浓度的方法

专题：综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）

分析：（1）根据盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳进行解答；
（2）根据第二次实验加入100g盐酸生成二氧化碳的质量=147.8g+100g-243.4g=4.4g，可知加入50g盐酸生成二氧化碳的质量为2.2g，第三次生成二氧化碳的质量=243.4g+150g-386.8=6.6g，第四次加入200g盐酸生成二氧化碳的质量=386.8g+200g-582.4g=4.4g，说明盐酸有剩余，所以碳酸钙完全反应，利用二氧化碳的质量求出碳酸钙的质量进行解答．
（3）根据碳酸钙的质量求出纯度；
（4）根据50g盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳的质量为2.2g，可求出盐酸的质量分数；
（5）根据剩余盐酸的质量求出加入石灰石的质量．

解答：解：（1）盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，发生反应的化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）根据表中的数据可知，第二次实验加入100g盐酸生成二氧化碳的质量=147.8g+100g-243.4g=4.4g，可知加入50g盐酸生成二氧化碳的质量为2.2g，第三次生成二氧化碳的质量=243.4g+150g-386.8=6.6g，第四次加入200g盐酸生成二氧化碳的质量=386.8g+200g-582.4g=4.4g．所以，生成二氧化碳的质量=2.2g+4.4g+6.6g+4.4g=17.6g
设碳酸钙的质量为x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100        111        44
x          a        17.6g

100

44

=

x

17.6g

   

111

44

=

a

17.6g

解得：x=40g    a=44.4g 
（3）设杂质的质量为y．
根据质量守恒定律可知：
50g+100g+150g+200g+y+50g+40g=582.4g+17.6g
y=10g
该石灰石样品的纯度=

40g

40g+10g

×100%=80%．
（4）设50g盐酸中溶质的质量为z
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
       73            44
       z            2.2g

73

44

=

z

2.2g

解得：z=3.65g
所以盐酸的质量分数是：

3.65g

50g

×100%=7.3%
需要用36.5%的浓盐酸的质量为：

500g×7.3%

36.5%

=100g，加水的质量为：500g-100g=400g
（5）由上述分析可知，第四次剩余盐酸的质量为：200g-100g=100g
设需要加入的石灰石的质量为m，生成的氯化钙的质量为n，生成二氧化碳的质量为b
CaCO₃ +2HCl═CaCl₂ +H₂O+CO₂↑
 100     73              111              44
m×80%  100g×7.3%        n                b

100

73

=

m×80%

100g×7.3%

 

73

111

=

100g×7.3%

n

 

73

100g×7.3%

=

44

b

解得：m=12.5g  n=11.1g  b=4.4g
最后剩余的溶液的质量为：557.4-25g-10g+12.5g×80%-4.4g=528g
含溶质44.4g+11.1g=55.5g的10%氯化钙溶液的质量为55.5g÷10%=555g
故需要加水的质量为555g-528g=27g
故答为：（1）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；（2）

100

44

=

x

17.6g

；（3）80%；（4）400g；（5）12.5，27．

点评：本题主要考查利用化学方程式进行计算的能力，同时也考查了学生分析数据，找出规律的能力．难度较大．