题目内容

某同学去我市的乐业大石围天坑游玩时,取回了若干块矿石样品,它采用了以下的方法对样品中碳酸钙的质量分数进行检测:取这种石灰石样品6g,把40g稀盐酸分四次加入,测量过程所得数据见下表(已知石灰石样品中的杂质不溶于水,不与盐酸反应).求:
(1)m=
2
2
g;
(2)样品中CaCO3的质量分数为
90%
90%

(3)恰好反应时,反应后所得溶液中溶质的质量分数.
分析:本题重在分析数据的有效性.样品是6g,加入第一个10g盐酸的时候,剩余固体是4g,说明反应掉的碳酸钙的质量为2g.根据后面的数据可知此时碳酸钙应该有剩余,也就是10g盐酸和2g碳酸钙是恰好完全反应.所以第二次再加10g盐酸,反应掉的碳酸钙还可能是2g,即还剩余2g固体,根据后面的固体质量可知,第二次应该也是反应掉2g.剩余2g.即m=2g.第三次加入10g盐酸,是从剩余的2g固体减少为0.6g,说明此时碳酸钙已经完全反应,最后的0.6g不含碳酸钙成分.题目中要计算反应所以溶液中溶质的质量分数,就需要求溶质和溶液的总质量.
解答:解:(1)样品是6g,加入第一个10g盐酸的时候,剩余固体是4g,说明反应掉的碳酸钙的质量为2g.根据后面的数据可知此时碳酸钙应该有剩余,也就是10g盐酸和2g碳酸钙是恰好完全反应.所以第二次再加10g盐酸,反应掉的碳酸钙还可能是2g,即还剩余2g固体,根据后面的固体质量可知,第二次应该也是反应掉2g.剩余2g.即m=2g.故答案为:2;
(2)由于6g样品剩余了0.6g不溶性物质,也就是碳酸钙的质量为6g-0.6g=5.4g.
则样品中CaCO3的质量分数
5.4g
6g
×100%=90%.
故答案为90%          
(3)解:设生成氯化钙的质量为x,生成二氧化碳的质量为y.
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
100        111       44
6g-0.6=5.4 g   x      y
100
5.4g
=
111
x
,x≈6.0g
100
5.4g
=
44
y
,y≈2.4g 
此时消耗的盐酸溶液的质量为
10g
2g
×5.4g=27g
反应后所得溶液中溶质的质量分数为:
6g
5.4g+27g-2.4g
×100%=20%
答:反应后所得溶液中溶质的质量分数为20%.
点评:数据分析中要注意从数据中提炼信息,如表中第三步固体是0.6g,而根据先前的分析,每加10g盐酸就减少2g碳酸钙,此时为0.6g固体,说明碳酸钙已经无剩余,盐酸此时过量.题目只是求算恰好完全反应时的质量分数,对于40g盐酸加入时计算溶质就需要加上剩余的氯化氢的质量,当然溶液的质量也随之改变.
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