Question

15．我会计算
为测定石灰石样品中碳酸钙的质量分数，某学习小组进行了如下实验探究，取10g石灰石样品放入烧杯中，加入稀盐酸至不再产生气泡为止（石灰石 中的杂质不溶于水，也不反应），并绘制了加入稀盐酸的质量与放出气体质量的坐标图（见图）．
（1）碳酸钙完全反应用去稀盐酸的质量为84.32 g．
（2）该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80%．
（3）当盐酸和石灰石恰好完全反应时，所得溶液中溶质质量分数是多少？10%（规范写出计算过程）
某同学为探究某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，先后分别进行了四次实验，（杂质不溶于水，也不参加反应）实验数据如表：

实验次数 项目	第一次	第二次	第三次	第四次
所取石灰石样品的质量/g	12	12	12	12
所加稀盐酸的质量/g	25	35	49	70
生成二氧化碳气体的质量/g	2.2	3.1	4.4	4.4

根据该同学的实验，试回答以下问题：
（1）上表四次实验中，第次实验样品里的碳酸钙就已反应完？
（2）该样品中碳酸钙的质量分数是多少？
（3）第三次实验所得溶液溶质质量分数为多少？

Answer 1

分析 根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，依据图象中的数据和转折点进行计算；
（1）第1、2次比较可以发现，当稀盐酸的质量增加时，气体的质量也在增加，说明第1份中碳酸钙没有完全反应，稀盐酸完全反应；
（2）根据二氧化碳的质量和方程式计算碳酸钙的质量，进一步计算样品中碳酸钙的质量分数；
（3）根据二氧化碳的质量和方程式计算氯化钙的质量，进一步计算样品中氯化钙的质量分数．

解答 解：（1）通过分析图象中的数据和转折点可知，碳酸钙完全反应用去稀盐酸的质量为84.32g；
（2）生成二氧化碳的质量为3.52g
设参加反应的碳酸钙的质量为x，生成氯化钙的质量为y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂0+CO₂↑
 100                111             44
   x                    y             3.52g
          $\frac{100}{x}$=$\frac{111}{y}$=$\frac{88}{3.52g}$
           x=8g
           y=8.88g
所以石灰石样品中碳酸钙的质量分数为$\frac{8g}{10g}$×100%=80%；
所得溶液中溶质质量分数是$\frac{8.88g}{84.32g+8g-3.52g}$×100%=10%；
（1）第1、2次比较可以发现，当稀盐酸的质量增加时，气体的质量也在增加，说明第1份中碳酸钙没有完全反应，稀盐酸完全反应，并且每消耗25g盐酸生成2.2g二氧化碳，第三次加入49g盐酸生成4.4g二氧化碳后，二氧化碳的质量不再增加，说明第三、四次实验样品里的碳酸钙就已反应完；
（2）设样品中碳酸钙的质量为m，生成氯化钙的质量为n
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂0+CO₂↑
100                 111            44
m                      n             4.4g
$\frac{100}{m}$=$\frac{111}{n}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=10g，
y=11.1g
品中碳酸钙的质量分数是$\frac{10g}{12g}$×100%=83.3%；
（3）第三次实验所得溶液溶质质量分数为$\frac{11.1g}{49+10g-4.4g}$×100%=20.3%．
故答案为：（1）84.32；
（2）80%；
（3）10%；
（1）三、四；
（2）83.3%；
（3）20.3%．

点评 本题主要考查了化学方程式的计算，难度不大，注意解题的规范性和准确性．