Question

某同学去溶洞游玩，带回了一些山上的碎石，研究其碳酸钙的含量．取石灰石样品分别与相同溶质质量分数的稀盐酸充分反应后（石灰石样品中的杂质既不溶于水，也不与盐酸反应），经过滤、干燥，称量剩余固体的质量．剩余固体的质量与所取样品质量的关系如下表所示．

实验序号	石灰石样品质量/g	稀盐酸的质量/g	剩余固体的质量/g
1	2.0	20.0	0.2
2	2.0	27.0	0.2
3	3.0	27.0	0.3
4	4.0	27.0	1.3

试计算：（1）石灰石样品中碳酸钙的质量分数；
（2）利用恰好完全反应的一组数据，计算反应后溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

解：对表中数据进行分析，第三组实验中碳酸钙和盐酸恰好完全反应．
（1）石灰石样品中碳酸钙的质量分数为
设恰好完全反应时生成氯化钙的质量为y，生成二氧化碳的质量为z
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 111 44
3×90% y z
==
y=3.0g z=1.2g
反应后溶液中溶质的质量分数为=10.5%
答：（1）石灰石样品中碳酸钙的质量分数为90%；（2）利用恰好完全反应后溶液中溶质的质量分数为10.5%．
分析：由反应质量表可知，前三次实验中石灰石中碳酸钙完全反应，而第四次实验因盐酸量不足，石灰石中碳酸钙未能完全反应；2.0g石灰石完全反应剩余0.2g固体可知，1.0g该石灰石样品中含碳酸钙质量=1.0g-0.1g=0.9g，含杂质0.1g，3g样品剩余的不反应的杂质为0.3g，因此第四次实验中参加反应的碳酸钙质量=4.0g-1.3g=2.7g；所以第三组恰好完全反应，据此可计算所得溶液的溶质质量分数；
点评：本题主要考查学生分析图表数据，利用化学方程式进行计算的能力，根据反应进行参加反应的溶液溶质质量分数计算时，一定要选取溶液中溶质完全反应时的数据计算溶液中溶质的质量，这样求得的溶质质量才是溶液中全部溶质的质量．