Question

16．某学校的学习小组对当地的石灰石矿区进行调查，测定石灰石中碳酸钙的质量分数，采用的方法如下：取该石灰石样品16g，把80g稀盐酸分四次加入，测量过程所得数据见下表（已知石灰石样品中含有的二氧化硅等杂质不溶于水，不与稀盐酸反应）．请计算：

序号	加入稀盐酸的质量/g	剩余固体的质量/g
第1次	20	11
第2次	20	6
第3次	20	2.8
第4次	20	n

（1）上表中n的数值为2.8．
（2）样品中碳酸钙的质量分数是82.5%．
（3）求盐酸中溶质的质量分数．
NaOH含量的测定：
同学取10.0g含氢氧化钠（碳酸钠）粗产品，逐滴加入20%的盐酸至恰好完全反应时，消耗盐酸的质量为36.5g．放出CO₂  0.44g（不考虑二氧化碳气体的溶解）．求原粗产品中NaOH质量分数．（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）根据图表数据可知，第1、2次反应后固体物质减少的质量都为5g，而第3次反应后固体物质减少的质量为3.2g，说明此时碳酸钙已反应完，不再产生气体，故表中n的数值为2.8．
（2）根据图表数据可知，完全反应后，剩余固体物质的质量为2.8g，石灰石样品的质量减去剩余固体物质的质量就是样品中碳酸钙的质量，然后根据质量分数公式计算即可．
（3）根据图表数据可知，第1、2次反应后固体物质减少的质量都为5g，说明20g稀盐酸恰好能与石灰石中的5g碳酸钙完全反应．根据碳酸钙与盐酸反应的化学方程式和第1次完全反应中碳酸钙的质量，即可计算出第一次参与反应的HCl质量，然后根据溶质的质量分数公式计算即可．

解答 解：（1）根据图表数据可知，第1、2次反应后固体物质减少的质量都为5g，而第3次反应后固体物质减少的质量为3.2g，说明此时碳酸钙已反应完，不再产生气体，故表中n的数值为2.8．
故答案为：2.8．
（2）样品中碳酸钙的质量分数=$\frac{16g-2.8g}{16g}×100%$=82.5%．
答：样品中碳酸钙的质量分数为82.5%．
（3）由试题分析20g稀盐酸恰好能与石灰石中的5g碳酸钙完全反应
解：设第一次参与反应的HCl质量为x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
  100       73
   5g         x
∴$\frac{100}{5g}=\frac{73}{x}$，
解之得：x=3.65g，
盐酸中溶质的质量分数为：$\frac{3.65g}{20g}×100%$=18.25%．
答：盐酸中溶质的质量分数为18.25%．
解：（1）设与粗产品中碳酸钠反应消耗的氯化氢的质量为x．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
                73                       44
                 x                      0.44g
$\frac{73}{x}=\frac{44}{0.44g}$
x=0.73g
（2）36.5g 20%盐酸溶液中含氯化氢的质量为：36.5g×20%=7.3g
与粗产品中氢氧化钠反应消耗氯化氢的质量为：
7.3g一0.73g=6.57g
设粗产品中含氢氧化钠的质量为y．
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
 40      36.5
 y       6.57g
$\frac{40}{y}=\frac{36.5}{6.57g}$
   y=7.2g
粗产品中含氢氧化钠的质量分数为：7.2g/10g×100%=72.0%．

点评 本题主要考查学生利用化学方程式和溶质的质量分数公式进行计算的能力．