Question

某化學(xué)興趣小組為了測定一批石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取用4g石灰石樣品，把40g稀鹽酸（氯化氫的水溶液）分4次加入樣品中（樣品中除碳酸鈣外，其余的成分既不與鹽酸反應(yīng)，也不溶解于水），充分反應(yīng)后經(jīng)過過濾、干燥等操作，最后稱量，得實驗數(shù)據(jù)如下：

稀鹽酸的用量	剩余固體的質(zhì)量
第一次加入10g	3.0g
第二次加入10g	2.0g
第三次加入10g	1.2g
第四次加入10g	m

（1）求石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（2）實驗室現(xiàn)要制取二氧化碳?xì)怏w100L，需要上述這種純度的石灰石質(zhì)量為多少？（二氧化碳的密度是1.977g/L）

Answer 1

分析：（1）由于樣品中除碳酸鈣外，其余的成分既不與鹽酸反應(yīng)，也不溶解于水，因此由表中每次加入10g稀鹽酸固體減少的質(zhì)量關(guān)系可判斷：每加入10g稀鹽酸固體應(yīng)減少1.0g；據(jù)此規(guī)律，由第三次加入鹽酸后固體質(zhì)量的減少值也應(yīng)該等于1.0g，但是題中所給數(shù)據(jù)為1.2g，只減少了0.8g，所以可以判斷第三次加入稀鹽酸時碳酸鈣已完全反應(yīng)，從而可以得出碳酸鈣的質(zhì)量，然后利用樣品質(zhì)量與剩余固體質(zhì)量差，可計算出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量，由此求出石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）根據(jù)碳酸鈣高溫下分解反應(yīng)的化學(xué)方程式，確定分解的碳酸鈣與放出二氧化碳的質(zhì)量關(guān)系，可由二氧化碳體積結(jié)合密度公式計算出二氧化碳的質(zhì)量進(jìn)而計算求出能得到石灰石質(zhì)量．

解答：解：解：（1）根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)可得，每加入10g稀鹽酸，固體質(zhì)量減少=（4.0-3.0）g=1.0g，第三次加入稀鹽酸后，固體減少的質(zhì)量=2.0g-1.2g=0.8g，小于1.0g，即此時碳酸鈣已完全反應(yīng)；
石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

4g-1.2g

4g

×100%=70%
（2）100L二氧化碳的質(zhì)量為：100L×1.977g/L=197.7g
設(shè)需要這種純度的石灰石的質(zhì)量為x
CaCO₃

煅燒  .

CaO+CO₂↑
100              44
70%?x           197.7g

100

70%?x

=

44

197.7g

解得：x=641.9g
答：（1）求石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%．
（2）這種純度的石灰石質(zhì)量為641.9g．

點評：根據(jù)圖表中剩余固體的質(zhì)量，分析每次加入相同稀鹽酸所減少的質(zhì)量即樣品中被反應(yīng)掉碳酸鈣的質(zhì)量，判斷出第四次加稀鹽酸后碳酸鈣完全反應(yīng)，此為本題的突破口．