Question

有一种石灰石样品的成分是CaCO₃和SiO₂。课外小组同学将100g盐酸分5次加入到35g该石灰石样品中（已知SiO₂不与盐酸反应），得到如下部分数据和图像：

次数	第1次	第2次	第3次
加入盐酸的质量/g	20	20	20
剩余固体的质量/g	30	a	20

请计算：
（1）第2次加入盐酸后，a为          g；
（2）石灰石样品中碳酸钙的质量分数；（计算结果精确至0．1%）
（3）10%的CaCl₂溶液可做路面保湿剂。欲将第5次实验后的溶液配成10%的CaCl₂溶液，可先向此溶液中加入足量的石灰石粉末，完全反应后过滤，这时还需要向滤液中加入水多少克？（假设实验过程中溶液损失忽略不计）（计算结果精确至0．1g）

Answer 1

（1）25（2）57．1% （3）163．5g

试题分析：（1）没有加盐酸前，固体的质量为35g，第一次加入盐酸后，固体的质量减少了5g，即反应了5g碳酸钙，那么第2次加入盐酸后，又会反应5g碳酸钙，固体的质量变为25g，即a为25．
（2）根据图像分析，第4次加入盐酸后，样品中碳酸钙完全反应，此时剩余的固体SiO₂质量为15g，则碳酸钙的质量为35g-15g=20g,。石灰石样品中碳酸钙的质量分数=20g/35g×100%=57．1% 
（3）由图表可知，每消耗20g盐酸，会消耗5g CaCO₃，则100g盐酸消耗25g CaCO₃。
设100g盐酸完全反应后，溶液中CaCl₂的质量为x，生成CO₂的质量为y
CaCO₃ + 2HCl === CaCl₂ + H₂O + CO₂↑  
100                111          44
25g                 x          y                        
100/111 = 2g5/x    x = 27．75g           
100/44 = 25g/y   y=11g                                   
所得CaCl₂溶液的质量为25g+100g-11g=114g
设还需要加水的质量为z
27．75g/(114g+z) ×100%=10% 
z=163．5g                    
答：（1）a为25g；
（2）石灰石样品中碳酸钙的质量分数为57．1%；
（3）还需要向滤液中加入163．5g水。