Question

2．某课外活动小组为测定当地石灰石中含碳酸钙的质量分数，取来一些矿石，并取稀盐酸400g，平均分成4份，进行实验，结果见表．（相对原子质量：H 1；C 12；O 16；Ca 40；Cl 35.5）

实验次数	1	2	3	4
加入样品的质量/g	5	10	15	20
生成CO2的质量/g	1.6	3.2	4.4	m

（1）哪几次实验盐酸有剩余一、二；
（2）表中m的数值是4.4；
（3）试计算这种石灰石矿中碳酸钙的质量分数及盐酸的质量分数（杂质不与稀盐酸反应）．

Answer 1

分析 取稀盐酸400 g，平均分成4份进行实验，每次实验使用稀盐酸100g；
根据实验结果数据表，5g石灰石完全反应可以生成二氧化碳1.6g，若10g石灰石完全反应生成二氧化碳质量=1.6g×2=3.2g，若15g石灰石完全反应生成二氧化碳质量=1.6g×3=4.8g，而实验中仅放出4.4g二氧化碳，说明此时石灰石没有完全反应，没有完全反应是由于稀盐酸不足；
根据反应后相关方面的数据可以计算碳酸钙的质量、盐酸中氯化氢的质量，进一步可以计算石灰石矿中碳酸钙的质量分数、稀盐酸中溶质的质量分数．

解答 解：（1）第三次实验100g稀盐酸量不足石灰石没完全反应，第四次实验石灰石增加到20g时，1000g稀盐酸依然量不足而石灰石没有完全反应；第一、二次石灰石完全反应，盐酸有剩余；
故答：一、二；
（2）当石灰石质量为15g时，就因100g稀盐酸量不足而石灰石没完全反应，所以，石灰石增加到20g时，100g稀盐酸依然量不足，所以此时产生二氧化碳的质量仍然为4.4g；
故答：4.4；
（3）设10g石灰石中碳酸钙的质量为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                    44
x                                      3.2g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{3.2g}$
解之得 x=7.27g
石灰石矿中碳酸钙的质量分数=$\frac{7.27g}{10g}$×100%=72.7%，
以第三组数据计算：
设100g稀盐酸中氯化氢的质量为y，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
               73                      44
                y                     4.4g
$\frac{73}{y}=\frac{44}{4.4g}$
解之得 y=7.3g
稀盐酸中溶质的质量分数=$\frac{7.3g}{100g}$×100%=7.3%，
答案：
（1）一、二；
（2）4.4；
（3）这种石灰石中碳酸钙的质量分数为72.7%；
（4）稀盐酸中溶质的质量分数为7.3%．

点评 前二次实验碳酸钙完全反应，可根据此时的反应计算石灰石中碳酸钙的质量分数；后二次实验中盐酸完全反应，根据此时的反应计算稀盐酸的溶质质量分数．