Question

某化学兴趣小组采集一些石灰石样品，进行了下列实验：取4份质量不同的石灰石样品，分别与27.0克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即不溶于水，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	剩余固体质量/g
1	1	27	0.1
2	2	27	0.2
3	3	27	0.3
4	4	27	1.3

试计算：（1）石灰石样品中碳酸钙的质量分数．
（2）所用稀盐酸中溶质的质量分数．

Answer 1

【答案】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；1.0g石灰石完全反应剩余0.1g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；
因此，第四次实验中参加反应的碳酸钙质量=4.0g-1.3g=2.7g；
计算所用稀盐酸中溶质质量分数时，应选取盐酸完全反应的第四次实验所记录数据进行，而前三次实验因盐酸未全部参加反应，不能用作计算稀盐酸的溶质质量分数．
解答：解：（1）由碳酸钙完全反应的前三次实验数据可知：每1.0g该石灰石样品中含碳酸钙质量=1.0g-0.1g=0.9g，
该组样品中碳酸钙的质量分数=×100%=90%；
（2）由第4次实验的数据得，消耗碳酸钙的质量=4g-1.3g=2.7g
设27.0g稀盐酸中HCl质量为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73
2.7g   x
100：73=2.7g：x
x=1.971g
稀盐酸中溶质的质量分数=×100%=7.3%
答：（1）石灰石样品中碳酸钙的质量分数为90%；
（2）所用稀盐酸中溶质的质量分数为7.3%．
点评：第四次实验中所剩余的1.3g固体为杂质及未反应完的碳酸钙的混合物，反应后前后质量差即为反应所消耗的碳酸钙质量．