Question

5．金华北山地区有国家级风景区--双龙洞和省级风景区--六洞山风景区，旅游资源非常丰富，溶洞景观，千姿百态，吸引着全国各地游客，给当地人民带来经济收入；同时北山地区有丰富的矿产资源--石灰石，以此为原料的水泥厂遍布周围，双龙管委会提出的“合理开发，适度保护”政策为可持续发展提供了保证．某中学研究性学习小组的同学为了测定矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，取来了一些矿石样品，并取稀盐酸200g，平均分成4份进行实验，（杂质与盐酸不反应）结果如表：

实验	1	2	3	4
加入样品的质量/克	5	10	15	20
生成CO2的质量/克	1.76	3.52	4.4	M

（1）哪几次反应中矿石有剩余3、4．
（2）表中M的数值4.4．
（3）计算这种矿石中碳酸钙的质量分数．
（4）稀盐酸的质量分数多大？

Answer 1

分析 （1）观察并对比表格中的数据可知：第2次实验中的数据均为第一次实验的两倍，而第3次加入样品质量是第一次的三倍，而生成的气体少，说明此时盐酸已完全反应．由此可知，3、4次实验中碳酸钙有剩余，
（2）由上述分析可知，盐酸已完全反应时生成二氧化碳的质量是4.4g，即m=4.4；
（3）碳酸钙的质量分数可根据第1次或第2次实验中二氧化碳的质量求出．根据化学方程式得出各物质之间的质量比，列出比例式，即可求出参加反应的CaCO₃，然后再根据质量分数公式进行计算即可．
（4）稀盐酸的质量分数可根据第3次或第4次实验中二氧化碳的质量求出．根据化学方程式得出各物质之间的质量比，列出比例式，即可求稀盐酸中氯化氢的质量，然后再根据质量分数公式进行计算即可．

解答 解：（1）由表格中的数据可知，第3次盐酸已完全反应完全反应，故第3、4次反应中的碳酸钙的质量有剩余；
（2）因为第3次反应已是完全反应，不再有气体产生，故第四次反应生成的气体质量的第三次的一样多，即m=4.4．
（3）设第1次实验中样品中的碳酸钙的质量为x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
 100                                   44
  x                                   1.76g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{1.76g}$
解之得：x=4g，
石灰石中碳酸钙的质量分数为：$\frac{4g}{5g}$×100%=80%；
（4）设50g稀盐酸中含有氯化氢的质量为y，
第3次中的氯化氢完全反应，以第3次进行计算，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
              73                        44
              y                        4.4g
$\frac{73}{y}=\frac{44}{4.4g}$，
y=7.3g，
稀盐酸的质量分数为：$\frac{7.3g}{50g}$×100%=14.6%，
答：稀盐酸的质量分数为14.6%．
故答为：（1）3、4次；（2）4.4；（3）石灰石中碳酸钙的质量分数为80%；（4）稀盐酸的质量分数是14.6%．

点评 本题主要考查学生对完全反应的概念的认识，以及运用化学方程式和质量分数公式进行计算的能力．