Question

20．石灰厂为了测定一批石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取用10g石灰石样品，把40g稀盐酸分4次加入样品中（样品中除碳酸钙外，杂质既不与盐酸反应，也不溶于水），充分反应后经过滤、干燥等操作，最后称量，得实验数据如下表：

稀盐酸的用量	第一次加入10g	第二次加入10g	第三次加入10g	第四次加入10g
剩余固体的质量	7g	4g	2g	ag

（1）a=2
（2）该石灰水样品中碳酸钙的质量分数是80%；
（3）前两次一共生成的二氧化碳气体质量多少克？（写出计算过程）

Answer 1

分析

稀盐酸的用量	第一次加入10g	第二次加入10g	第三次加入10g	第四次加入10g
起始固体的质量	10g	7g	4g	2g
剩余固体的质量	7g	4g	2g	ag
固体减少量	3g	3g	2g	0

将数据处理后如表，这样可以直观看出开始每加入10g盐酸，固体减少3g固体，也就是每10g盐酸和3g碳酸钙反应．而第三次加入盐酸，减少量为2g，所以此时应该是碳酸钙完全反应，所以可以判定第四次质量不再变化，即a为2．

解答 解：数据处理如表，通过前两次很明显也很直观可以得出每10g盐酸和3g碳酸钙恰好完全反应，所以第三次加入10g盐酸应该固体继续减少3g，但是却只减少了2g，说明碳酸钙已经完全反应，所以继续加入盐酸固体不再减少，所以a=2．

稀盐酸的用量	第一次加入10g	第二次加入10g	第三次加入10g	第四次加入10g
起始固体的质量	10g	7g	4g	2g
剩余固体的质量	7g	4g	2g	ag（2-a=0）
固体减少量	3g	3g	2g	0

所以最后2g为杂质，碳酸钙的质量为10g-2g=8g．
所以碳酸钙在样品中的质量分数=$\frac{8g}{10g}$×100%=80%
前两次反应掉的碳酸钙的质量为6g（一定注意题目要求计算的是前两次生成的二氧化碳，而不是全部的二氧化碳）．
设生成的二氧化碳的质量为x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                     44
6g                                       x
$\frac{100}{44}$=$\frac{6g}{x}$
x=2.64g
答：前两次一共生成二氧化碳2.64g．
故答案：
（1）2；（2）80%；（3）2.64g

点评 数据分析题目，可以适当将数据处理，需要过程中的特定变化规律，提炼出有效数字进行计算和解答，看起来是复杂了，其实是简单和直观了．