Question

有一种石灰石样品的主要成分是CaCO₃．课外小组同学将100g稀盐酸分5次加入到35g石灰石样品中（已知杂质不与盐酸反应也不溶于水），得到如下部分数据和图象．请仔细观察下列表格和图象计算：

次数	第1次	第2次	第3次
加入盐酸的质量/g	20	20	20
剩余固体的质量/g	30	a	20

（1）第2次加入盐酸后，a为______g．
（2）石灰石样品中CaCO₃质量分数为多少？（结果精确到0.1%）
（3）10%的CaCl₂溶液可作为路面保湿剂．欲将第5次实验后的溶液配成10%的CaCl₂溶液，可先向此溶液中加入足量的石灰右粉末，完全反应后过滤，这时还需要向滤液中加入水多少克？（假设实验过程中溶液损失忽略不计）

Answer 1

解：
（1）每加入20g稀盐酸固体质量将会减少35g-30g=5g，所以，第2次加入20g稀盐酸后，所剩余固体的质量=30g-5g=25g；
故答案为：25g；
（2）第4次加入稀盐酸后，固体物质总共减少的质量=5g×4=20g，
则石灰石样品中碳酸钙的质量分数=×100%≈57.1%
（3）由表格信息可知每20g盐酸消耗5g碳酸钙，所以第5次加盐酸后，反应消耗碳酸钙质量=5×5g=25g
设25g碳酸钙完全反应生成氯化钙质量为x，同时放出二氧化碳质量为y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 111 44
25g x y
= x=27.75g
= y=11g
10%的氯化钙溶液质量=27.75g÷10%=277.5g
反应后所得溶液质量=100g+25g-11g=114g
则还需要加水质量=277.5g-114g=163.5g
答：石灰石样品中CaCO₃质量分数为57.1%；还需要向滤液中加入水163.5g．
分析：根据反应的图象可知，在加入80g稀盐酸即第4次加入后，恰好反应完全，此后再加稀盐酸也不再会反应放出二氧化碳了，因此，前四次实验固体都得到充分反应；
根据第1次反应的数据可推知每加入20g稀盐酸，充分反应后，剩余固体减少的质量，据此规律可推断a值；
4次反应固体物质减少的质量即为样品中碳酸钙的质量，据此计算样品中碳酸钙质量分数；
计算5次所加稀盐酸完全反应生成氯化钙质量即为10%氯化钙溶液中溶质质量，据此计算10%的氯化钙溶液总质量与反应后所得氯化钙溶液质量差即为还需加水量．
点评：根据实验记录数据，推断每加20g稀盐酸可以反应5g碳酸钙，加100g稀盐酸则需要消耗25g碳酸钙．