题目内容

13．有一种石灰石样品，其中含有的杂质是二氧化硅（二氧化硅是一种不溶于水、不与酸反应、耐高温的固体），某学生想测定该样品的纯度，他取用2g这种石灰石样品，把15g盐酸分三次加入，充分反应后剩余固体质量见表：
稀盐酸的用量剩余固体的质量
第1次加入5g1.3g
第2次加入5g0.6g
第3次加入5g0.2g
求：
（1）石灰石样品的纯度是多少？
（2）100Kg这种纯度的石灰石充分煅烧分解后可以得到的固体质量是多少Kg？
（3）该同学所使用的盐酸的质量分数是多少（小数点后保留两位）？

分析 （1）由于样品中除碳酸钙外，其余的成分既不与盐酸反应，也不溶解于水，因此由表中每次加入5g稀盐酸固体减少的质量关系可判断：每加入5g稀盐酸固体应减少0.7g；据此规律，由第3次加入盐酸后固体质量的减少值小于0.7g可判断此次反应后碳酸钙已完全反应；利用样品杂质的质量，由此求出石灰石样品中碳酸钙的质量分数；
（2）根据碳酸钙高温下分解反应的化学方程式，确定分解的碳酸钙与放出二氧化碳的质量关系，可由石灰石中碳酸钙的质量计算求出能得到二氧化碳气体的质量；
（3）利用样品杂质的质量，由此求出稀盐酸中的溶质质量，从而求出稀盐酸的溶质质量分数．

解答 解：
（1）根据表中的实验数据可得，每加入5g稀盐酸，固体质量减少0.7g，第三次加入稀盐酸后，固体减少的质量=0.7g-0.2g=0.5g，小于0.7g，即此时碳酸钙已完全反应；所以剩余的0.2g固体即为杂质的质量；
石灰石样品中碳酸钙的质量分数=$\frac{2g-0.2g}{2g}$×100%=90%．
（2）设能得到氧化钙的质量为x．
CaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO2↑
100       56     
100Kg×90%  x    
则$\frac{100}{56}=\frac{100Kg×90%}{x}$，解得x=60.4Kg．
（3）由图表分析可知：每加入5g稀盐酸消耗碳酸钙0.7g，设稀盐酸中的溶质质量为x．
CaCO3 +2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100     73
0.7g     x
则$\frac{100}{73}=\frac{0.7g}{x}$，解得x=0.511g
稀盐酸的质量分数为：$\frac{0.511g}{5g}$×100%=10.22%
故答案为：
（1）石灰石样品的纯度90%．
（2）100克这种纯度的石灰石充分煅烧后，可得到固体60.4Kg．
（3）稀盐酸的质量分数为10.22%．

点评 根据图表中剩余固体的质量，分析每次加入相同稀盐酸所减少的质量即样品中被反应掉碳酸钙的质量，并判断出第3次加稀盐酸后碳酸钙完全反应，掌握相应的化学方程式，才能顺利解答．

练习册系列答案
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