Question

2．某同学去我市石门县壶瓶山风景区游玩，带回了几小块石灰石样品．为了检测样品中碳酸钙的含量，他称取12g样品，将60g稀盐酸分四次加入，测量的有关数据如表（已知样品中的杂质不溶于水，且不与稀盐酸反应）．求：

加入稀盐酸的次序	1	2	3	4
加入稀盐酸的质量（g）	15.0	15.0	15.0	15.0
剩余固体的质量（g）	8.0	4.0	2.0	2.0

（1）样品中碳酸钙的质量分数；
（2）所用稀盐酸的溶质质量分数？
（3）继续加入石灰石直到稀盐酸全部反应完过滤所得滤液的溶质质量分数为多少？

Answer 1

分析 （1）根据图表数据可知，完全反应后，剩余固体物质的质量为2g，石灰石样品的质量减去剩余固体物质的质量就是样品中碳酸钙的质量，然后根据质量分数公式计算即可．
（2）根据图表数据可知，第1、2次反应后固体物质减少的质量都为4g，说明15g稀盐酸恰好能与石灰石中的4克碳酸钙完全反应．根据碳酸钙与盐酸反应的化学方程式和第1次完全反应中碳酸钙的质量，即可计算出第一次参与反应的HCl质量，然后根据溶质的质量分数公式计算即可；
（3）根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，依据题中的数据计算氯化钙和二氧化碳的质量．

解答 解：（1）碳酸钙的质量为12g-2g=10g，质量分数为：$\frac{10g}{12g}$×100%=83.3%；
（2）由分析可知15g稀盐酸恰好能与石灰石中的4g碳酸钙完全反应，溶液具有均一性
解：设第一次参与反应的HCl质量为x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73
4g    x
$\frac{100}{4g}$=$\frac{73}{x}$
x=2.92g
所用盐酸的溶质质量分数为：$\frac{2.92g}{15g}$×100%=19.5%；
（3）15g盐酸消耗4克碳酸钙，60克盐酸消耗16克碳酸钙，所以生成氯化钙质量为y，二氧化碳质量为z，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73    111     44
16g           y        z
 $\frac{100}{16g}$=$\frac{111}{y}$=$\frac{44}{z}$
y=17.76g
z=7.04g
所得溶液质量分数为：$\frac{17.76g}{60g+16g-7.04g}$×100%=30.1%
故答案为：（1）83.3%；
（2）19.5%；
（3）30.1%．

点评 把握住记录数据中发生变化的数据，分析数据变化的原因或变化的规律，这是分析实验数据的一种常用方法，也是这类题的解题关键．