Question

20．石灰石是我省的主要矿产之一．学校研究性学习小组为了测定当地矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，取来了一些矿石样品50g，平均分成4份．进行实验，结果如下：

实验	1	2	3	4
加入盐酸的质量/g	50	100	150	200
生成CO2的质量/g	1.76	3.52	4.4	m

（1）哪几次反应中矿石有剩余？
（2）上表中m的数值是多少？
（3）试计算这种石灰石矿中碳酸钙的质量分数．

Answer 1

分析 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次少，说明此时盐酸已完全反应，故3、4次实验中碳酸钙有剩余，且生成二氧化碳的质量相等，即m=4.4；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次反应已是完全反应，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%．
答：石灰石中碳酸钙的质量分数为80%．
故答案为：（1）1、2；
（2）4.4；
（3）80%．

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．