Question

有一种石灰石样品的成分是碳酸钙和二氧化硅（SiO₂是一种不溶于水，不与盐酸反应，耐高温的固体），某化学兴趣小组为测定这种石灰石样品中二氧化硅的质量分数，进行了如下实验：
①称取25.0g石灰石样品，平均分成质量相等的两份，并分别加工成块状和粉末状；
②将100mL稀盐酸平均分成体积相等的两份，并分别倒入两个锥形瓶中；
③将上述两份样品分别投入各盛有50mL稀盐酸（足量）的两个锥形瓶中，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）由图中曲线分析得出，影响该化学反应速率的因素是：

反应物间的接触面积

．
（2）若实验测得该石灰石样品中二氧化硅的质量分数为20%，则m的值为多少？（要有计算过程）
（3）若再称取12.5g二氧化硅的质量分数为20%的该石灰石样品进行煅烧，一段时间后冷却至室温，称得剩余固体的质量
为10.3g，则10.3g剩余固体中钙元素的质量为

4g

．

Answer 1

分析：（1）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素；
（2）依据二氧化硅的质量分数可以求出碳酸钙的质量，而后利用方程式计算出生成的二氧化碳质量即可；
（3）依据化学反应前后元素的质量不变分析解答；

解答：解：（1）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，从而可知反应物间的接触面积影响反应的速度；（2）设12.5g的石灰石样品可生成CO₂质量为m
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
5g×（1-20%）         m

100

44

=

5g×(1-20%)

m

m=4.4g
（3）依据质量守恒定律可知反应的前后钙元素的质量不变，则有12.5g×（1-20%）×

40

100

×100%=4g；
故答案为：（1）反应物间的接触面积；（2）答：m的值为4.4．（3）4g；

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．