Question

某化学兴趣小组为测定一种石灰石样品中碳酸钙的质量分数，进行如下实验：
①称取25.0g石灰石样品，平均分成两份，并分别加工成块状和粉末状；
②将两份样品分别投入两个锥形瓶中，各加入足量的相同溶质质量分数的稀盐酸（样品所含杂质不溶于水也不与酸反应），测得生成二氧化碳的质量与反应时间的关系如右图所示：
请回答：
（1）每份样品充分反应后．生成二氧化碳的质量为

 

g；该样品中碳酸钙的质量分数为

 

%．
（2）若每份样品中加入l00.0g稀盐酸，恰好完全反应，求反应后所得溶液中溶质的质量分数．（要求写出计算过程．不考虑水、氯化氢的逸出．结果精确到0.1%）
解：
（3）由图中曲线分析得出，影响该化学反应速率的因索是：

 

请另外举出-个生活或生产中控制化学反应速率的实例：

 

．

Answer 1

分析：（1）根据生成二氧化碳的质量与反应时间的关系图，样品充分反应后，二氧化碳质量不再随反应时间延长而增加，此时所得二氧化碳质量为4.4g；利用碳酸钙完全反应所放出二氧化碳的质量，根据反应的化学方程式，可计算出样品中碳酸钙的质量，并求得样品中的质量分数；
（2）由反应生成二氧化碳的质量计算出所得溶液中溶质氯化钙的质量，并由质量守恒定律求得反应后溶液质量，从而求得反应后所得溶液中溶质的质量分数；
（3）根据关系图中粉末状石灰石与块状石灰石完全反应所消耗时间的关系，推断影响该化学反应速率的因索；并类比生活中的现象，说明生活中控制化学反应速率的实例．

解答：解：（1）根据曲线可知，样品充分反应后．生成二氧化碳的质量为4.4g，
设每份样品中碳酸钙的质量为x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                 44
x                  4.4g

100

44

=

x

4.4g

   x=10.0g 
该样品中碳酸钙的质量分数=

10.0g×2

25.0g

×100%=80%
故答案为：4.4；80；
（2）生成的氯化钙的质量为y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑     
           111      44
            y       4.4g

111

44

=

y

4.4g

   y=11.1g   
反应后所得溶液中溶质的质量分数为：

11.1g

10g+100g-4.4g

×100%=10.5%
答：反应后所得溶液中溶质的质量分数为10.5%
（3）观察关系曲线，可知相等质量的粉末状石灰石反应的速率比块状石灰石的反应速率大，可判断是由于粉末状石灰石与稀盐酸接触更充分；生活中为防止食品腐败，通过采取冷藏的方法进行保存，冷藏时温度降低，食品与氧气发生反应的速率减小，达到延缓腐败的目的；
故答案为：反应物间的接触面积；食品冷藏防腐等．

点评：本题是借助于数学模型，利用图表的方式来分析和解决化学计算中的有关问题，要求学生有较强的识图能力和数据分析能力．