Question

14．为了探究石灰石的纯度（假设样品中的杂质既不溶于水也不与盐酸反应），称取40g石灰石样品等分为4份（分别编号为①②③④），每份样品分别与一定量的稀盐酸反应，所得数据如下表所示：

样品编号	①	②	③	④
稀盐酸的质量	20g	40g	m（80＜m＜130）g	130g
剩余固体的质量	8g	6g	2g	2g

然后，为了探究石灰石与稀盐酸反应后所得废液中的溶质成分，将编号 ③所得废液过滤，取滤液质量的$\frac{1}{4}$于烧杯中，向其中滴加质量分数为10.6%的碳酸钠溶液使其充分反应直至过量，有关的变化如图所示：分析题中有关信息和图象，回答下列问题：
（1）石灰石样品的纯度为80%．
（2）图象中5-25阶段发生的反应方程式是CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl．
（3）编号③所用稀盐酸的质量m为85g （要写计算过程）

Answer 1

分析 （1）根据表中的数据分析石灰石样品中杂质的质量，据此可计算出碳酸钙的质量和石灰石样品的纯度；
（2）根据碳酸钠能与氯化钙的反应沉淀写出反应的化学方程式；
（3）根据表中的数据可知，每消耗2gCaCO₃需要20g稀盐酸，据此可求出与碳酸钙反应的稀盐酸质量分数和溶质的分数；根据碳酸钙的质量求出与碳酸钙反应的稀盐酸的溶质量的质量，再根据碳酸钠求出与碳酸钠反应的稀盐酸的溶质的质量，最后求出m的质量．

解答 解：（1）由最后两次数据知：最后剩余的2g固体为杂质，所以CaCO₃的质量为8g，石灰石样品的纯度为：$\frac{8g}{10g}×100%$=80%；
（2）由图象可知，图象中5-25阶段是碳酸钠能与氯化钙的反应生成了碳酸钙沉淀和氯化钠，反应的化学方程式是：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；
（3）由表格前两次数据知：每消耗2gCaCO₃需要20g稀盐酸，所以8g CaCO₃需要消耗盐酸的质量为80g，
设碳酸钙刚好反应完时，消耗HCl x g
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
 100       73
 8g          x  
 x=5.84g
盐酸的质量分数为：$\frac{5.84g}{80g}×100%$=7.3%
再结合图象可知：当加入5gNa₂CO₃溶液之前，一直没有沉淀产生，再次说明盐酸过量了
设剩余HCl y g
这个时候发生的反应为：
2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O
73    106
y    5g×10.6%      
$\frac{73}{106}=\frac{y}{5g×10.6%}$
解得：y=0.365g
所以编号③所用稀盐酸的质量m为：80g+$\frac{0.365g}{7.3%}$=85g；
故答为：（1）80%；（2）CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl；（3）85g．

点评 本题主要考查了化学方程式的计算，难度较大，在计算m的质量时要注意盐酸的质量要包括两部分，一份与碳酸钙发生了反应另一部分与碳酸钠发生了反应．