Question

我县西田各庄镇西智地区山上含有大量石灰石（主要成分为碳酸钙），为测定石灰石中碳酸钙的含量，某学校课外小组同学做了如下实验：首先称取50g该地区的石灰石样品，然后将150mL的稀盐酸分5次加入（假设其余杂质均不与盐酸反应）进行充分反应．实验过程中的数据记录如下

稀盐酸的体积	第一次30mL	第二次30mL	第三次30mL	第四次30mL	第五次30mL
剩余固体质量	40.0g	X	20.0g	10.0g	5.0g

（1）X=______g；
（2）计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是多少？
（3）若把该反应产生的二氧化碳全部收集起来，共有多少L？
（注意：①二氧化碳气体的密度为1.977g/L，②要求写出全部计算过程）

Answer 1

解：（1）由第一次的实验数据可知，每加入稀盐酸50克则固体质量减少10g，因此，第二次加入稀盐酸50克时，固体质量再减少10g，即X=40g-10g=30g；
故答案为：30；
（2）由第五次的实验数据可得，样品中含碳酸钙的质量=50g-5g=45g，则石灰石样品中碳酸钙的质量分数=×100%=90%
（3）设50g固体完全参加反应生成二氧化碳的质量为x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100 44
45g x

解之得：x=19.8
所以二氧化碳的体积为=10L
答：（2）石灰石样品中碳酸钙的质量分数为90%；
（3）所生成二氧化碳的总体积为10升．
分析：（1）分析实验过程中的数据记录，第一次加入稀盐酸50克时，固体质量减少10g，则可判断每加入稀盐酸50克则固体质量减少10g，推断第二次加入稀盐酸后剩余固体质量；
（2）由第五次加入稀盐酸50克时，固体质量减少5g的实验数据，可判断此时碳酸钙已完全反应，剩余固体为样品中的杂质，由此可计算石灰石样品中碳酸钙的质量分数；
（3）利用反应的碳酸钙的质量，利用化学方程式计算出二氧化碳的质量，然后利用密度换算为体积．
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．