Question

17．石灰石是主要矿产品之一，某学校研究性学习小组为了测量当地矿石山石灰石中CaCO₃的质量分数，取一些矿石样品，并取稀盐酸200克，平均分成4份，进行实验，结果如下：

实验	1	2	3	4
加样品的质量（克）	5	10	15	20
生成CO2的质量（克）	1.76	3.52	4.4	m

问：（1）哪几次反应中矿石有剩余？3、4
（2）上表中m的数值是4.4
（3）试计算这种石灰石中CaCO₃的质量分数．

Answer 1

分析 （1）根据实验结果数据表，5g石灰石完全反应可以生成二氧化碳1.76g，若15g石灰石完全反应生成二氧化碳质量=1.76g×3=5.28g，而实验中仅放出4.4g二氧化碳，说明此时石灰石没有完全反应，没有完全反应是由于稀盐酸不足；
（2）观察并对比表格中的数据可知：第2次实验中的数据均为第一次实验的两倍，而第3次少，说明此时盐酸已完全反应，故3、4次实验中碳酸钙有剩余，且生成二氧化碳的质量相等，即m=4.4；
（3）根据碳酸钙的质量分数可根据第1次或第2次实验中二氧化碳的质量求出．根据化学方程式得出各物质之间的质量比，列出比例式，即可求出参加反应的CaCO₃的质量，然后再根据质量分数公式进行计算即可．

解答 解：（1）第三次实验50g稀盐酸量不足石灰石没完全反应，第四次实验石灰石增加到20g时，50g稀盐酸依然量不足而石灰石没有完全反应；
（2）因为第3次反应已是完全反应，不再有气体产生，故第四次反应生成的气体质量的第三次的一样多，即m=4.4；
（3）设第1次实验中样品中的碳酸钙的质量为x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
x                    1.76g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{1.76g}$
x=4g
该石灰石样品的纯度为：$\frac{4g}{5g}$×100%=80%．
故答案为：（1）3、4；
（2）4.4；
（3）该石灰石样品的纯度为80%．

点评 本题主要考查学生对完全反应的概念的认识，以及运用化学方程式和质量分数公式进行计算的能力．