题目内容

有一种石灰石的样品，其中含有的杂质是二氧化硅（二氧化硅是一种不溶于水，不与酸反应，耐高温的固体）．某学生想测定该样品的纯度，他取用2g这种石灰石样品，把20g稀盐酸分四次加入，充分反应后剩余固体的质量见下表
稀盐酸的用量剩余固体的质量
第1次加入5g 1.315g
第2次加入5g 0.63g
第3次加入5g 0.3g
第4次加入5g 0.3g
（1）2g石灰石样品中，有杂质质量克．石灰石样品的纯度是．
（2）第__次加入盐酸后，样品中的碳酸钙反应完．
（3）请计算所用盐酸中氯化氢质量分数．
（4）请计算100kg这种纯度的石灰石充分煅烧后，得到的生石灰质量．

解：（1）由图表分析知3次、4次剩余固体的质量相同，说明碳酸钙完全反应，剩余的固体是杂质的质量，据此得知碳酸钙的质量是2g-0.3g=0.685g，则石灰石中碳酸钙的质量分数为： $\text{[math]}$ ×100%=85%；
（2）由表中每次加入5g稀盐酸固体减少的质量关系可判断：每加入5g稀盐酸固体应减少0.685g；据此规律，由第3次加入盐酸后固体质量的减少值小于0.685g，可判断此次反应后碳酸钙已完全反应；
（3）由图表分析可知：每加入5g稀盐酸消耗碳酸钙0.685g，设所用稀盐酸的溶质质量分数为x%
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 73
0.685g 5g×x%
$\text{[math]}$ = $\text{[math]}$
x%=10%
答：所用盐酸中氯化氢质量分数是10%．
（4）设100kg这种纯度的石灰石充分煅烧后，得到的生石灰质量为y
CaCO₃ $\text{[math]}$ CaO+CO₂↑
100 56
100kg×85% y
$\text{[math]}$ = $\text{[math]}$
y=47.6kg
答：100kg这种纯度的石灰石充分煅烧后，得到的生石灰质量是47.6kg
故答案为：（1）0.3；85%；（2）3；（3）10%；（3）47.6kg．
分析：（1）由于样品中除碳酸钙外，二氧化硅既不与盐酸反应，也不溶于水，因此由表中3次、4次剩余固体的质量相同，说明碳酸钙完全反应，剩余的固体是杂质的质量，据此得知碳酸钙的质量，进而计算出石灰石样品的纯度；
（2）由表中每次加入5g稀盐酸固体减少的质量关系可判断：每加入5g稀盐酸固体应减少0.685g；据此规律，由第3次加入盐酸后固体质量的减少值小于0.685g，可判断此次反应后碳酸钙已完全反应；
（3）利用每加入5g稀盐酸消耗碳酸钙0.685g，利用这一关系可求盐酸中氯化氢质量分数；
（4）根据碳酸钙高温下分解反应的化学方程式，确定分解的碳酸钙与得到生石灰的质量关系，可由石灰石中碳酸钙的质量计算求出能得到生石灰的质量．
点评：根据图表中剩余固体的质量，分析每次加入相同稀盐酸所减少的质量即样品中被反应掉碳酸钙的质量，并判断出第3次加稀盐酸后碳酸钙完全反应，掌握相应的化学方程式，才能顺利解答．