Question

2009年9月，中国经济时报报道，在汶川地震灾区的建筑用砖放置一段时间后，就变成脆弱的粉粉砖．经调查，当地用来烧砖的页岩矿中含石灰石超标，取100g这种页岩矿盛于烧杯中，将200g一定质量分数的稀盐酸分成相等的四份逐渐加入，每次加入充分反应后，烧杯中所盛物质的质量如下表所示：

次    数	第一次	第二次	第二次	第四次
烧杯内容物的质量	145.6g	191.2g	236.8g	284.6g

试计算：
（1）所用稀盐酸的溶质质量分数
（2）所取的页岩矿中钙元素的质量分数是多少？

Answer 1

【答案】分析：比较第一次和第二次可以发现，当加入50克盐酸时，放出气体的质量=100克+50克-145.6克=4.4克；当加入100克盐酸时，放出气体的质量=100克+100克-191.2克=8.8克．所以随着加入盐酸的增多，放出的气体的质量也在增多，说明第一次反应中，盐酸全部参加反应．分析表格可以发现，加入50克盐酸放出二氧化碳气体的质量=100克+50克-145.6克=4.4克，则加入200克盐酸后放出二氧化碳气体的质量应该是4.4克×4═17.6克，但是实际放出气体的质量=100克+200克-284.6克=15.4克，说明碳酸钙已经完全反应．
解答：解：（1）比较第一次和第二次可以发现，当加入50克盐酸时，放出气体的质量=100克+50克-145.6克=4.4克；当加入100克盐酸时，放出气体的质量=100克+100克-191.2克=8.8克．所以随着加入盐酸的增多，放出的气体的质量也在增多，说明第一次反应中，盐酸全部参加反应．设生成4.4克二氧化碳气体需要盐酸（溶质）的质量是X．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
      73              44
      X               4.4克
═
得：X=7.3克
∴所用稀盐酸的溶质质量分数=×100%=14.6%．
（2）分析表格可以发现，加入50克盐酸放出二氧化碳气体的质量=100克+50克-145.6克=4.4克，则加入200克盐酸后放出二氧化碳气体的质量应该是4.4克×4═17.6克，但是实际放出气体的质量=100克+200克-284.6克=15.4克，说明第四次碳酸钙已经完全反应．设碳酸钙的质量是Y．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
Y                    15.4克
═
得：Y=35克
∴碳酸钙中钙元素的质量=35克××100%═14克．
∴所取的页岩矿中钙元素的质量分数=×100%═14%．
答：所用稀盐酸的溶质质量分数为14.6%；所取的页岩矿中钙元素的质量分数是14%．
点评：学会分析表格的方法，注意化学方程式的计算格式和规范性．