Question

7．某化学研究性学习小组的同学为了测定某矿山石灰石的纯度，取2.0g该石灰石样品，将20.0g稀盐酸平均分成4份，分4次加入到样品中，充分反应后测定剩余固体的质量（杂质不与酸反应，也不溶于水），数据见表：

次数	1	2	3	4
加入盐酸质量/g	5.0	5.0	5.0	5.0
剩余固体的质量/g	1.5	1	0.5	0.5

计算：
（1）该石灰石样品中碳酸钙的质量分数；
（2）所用稀盐酸中溶质质量分数；
（3）恰好完全反应时，溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析 （1）石灰石的质量去掉杂质的质量为石灰石中碳酸钙的质量．
石灰石中碳酸钙的质量与石灰石质量之比为石灰石中碳酸钙的质量分数．
（2）由表中1、2组数据可知1组中加入的盐酸已经完全反应，使石灰石的质量减小，减小的质量就是与盐酸反应的碳酸钙的质量．因此由该组中的数据和相关数据，根据碳酸钙与盐酸反应的化学方程式可以计算出盐酸中溶质的质量分数．
（3）根据碳酸钙的质量求出生成的氯化钙的质量和二氧化碳的质量．

解答 解：由表中数据可知最终剩余的固体的质量0.5g就是样品中杂质的质量．
（1）样品中碳酸钙的质量2g-0.5g=1.5g；样品中碳酸钙的质量分数为$\frac{2g-0.5g}{2g}$×100%=75%
（2）加入5g盐酸溶解CaC0₃的质量为：2.0g-1.5g=O.5g
设盐酸中溶质的质量分数为x．
CaC0₃+2HCl=CaCl₂+C0₂↑+H₂0
100    73
O.5g  5g×x
$\frac{100}{0.5g}=\frac{73}{5g×x}$
x=7.3%
（3）由表中1、2、3组数据可知，恰好完全反应时，消耗稀盐酸15g
恰好完全反应时，溶液中溶质的质量为y，生成二氧化碳的质量为z
CaC0₃+2HCl=CaCl₂+C0₂↑+H₂0
100         111  44
1.5g         y   z
$\frac{100}{1.5g}=\frac{111}{y}$  y=1.665g
$\frac{100}{1.5g}=\frac{44}{z}$
z=0.66g
y=1.665g
恰好完全反应时，溶液中溶质的质量分数=$\frac{1.665g}{1.5g+15g-0.66g}×$100%≈10.6%
答案：
（1）该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为75%；
（2）所用稀盐酸中溶质质量分数为7.3%；
（3）恰好完全反应时，溶液中溶质的质量分数10.6%．

点评 本题主要考查有关含杂质物质的化学方程式计算，难度较大．