Question

为测定石灰石中碳酸钙的质量分数，化学兴趣小组的同学设计了以下方案：向12g石灰石样品中逐渐滴加稀盐酸至不再产生气泡，测得消耗稀盐酸104.4g，且生成的二氧化碳气体全部用足量的NaOH溶液吸收，NaOH溶液增加的质量随时间变化如下表：（友情提示：石灰石中的杂质不参加反应且难溶于水，NaOH溶液吸收二氧化碳变成碳酸钠溶液）

时间（min）	t1	t2	t3	t4	t5	t6	t7	t8
氢氧化钠溶液增加的质量（g）	1.5	2	2.5	3	3.5	4	4.4	4.4

求：（1）最终生成CO₂的质量______；
（2）样品中CaCO₃的质量分数（计算结果精确到0.1%，写出具体计算过程）；
（3）将石灰石与稀盐酸反应后的剩余物质进行过滤，再向滤液中加入多少克水可以得到溶质质量分数为5%的CaCl₂溶液？（写出具体计算过程）

Answer 1

解：（l）由实验数据可知，氢氧化钠溶液质量最终增加4.4g，即最终生成CO₂的质量为4.4g；
（2）设样品中CaCO₃的质量为x．生成CaCl₂的质量为y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 111 44
x y 4.4g

x=10g y=11.1g
样品中CaCO₃的质量分数=×100%=83.3%
（3）由于稀释前后溶质的量不变，所以设加入水的质量为z．
×100%=5%
z=112g
故答案为：（1）4.4；（2）样品中CaCO₃的质量分数为83.3%；（3）所需加水的质量为112g．
分析：（1）氢氧化钠溶液因吸收二氧化碳而使质量增加，由于吸收二氧化碳不形成气体或沉淀，因此氢氧化钠溶液增加质量即产生二氧化碳的质量；
（2）由碳酸钙完全反应生成二氧化碳的质量，根据反应的化学方程式，可计算样品中碳酸钙的质量，从而求得样品中CaCO₃的质量分数；
（3）利用反应放出二氧化碳的质量，求出反应后溶液中氯化钙的质量，并使用质量守恒定律求得反应后所得溶液的质量，根据加水稀释前后溶质质量不变，计算稀释时需要加入水的质量．
点评：本题是借助于数学模型，利用图表的方式来分析和解决化学计算中的有关问题，要求学生有较强的识图能力和数据分析能力．