Question

小刚想用贝壳（主要成分为碳酸钙）制取二氧化碳气体．为测定贝壳中碳酸钙的含量，他做了如下实验：首先称取50g贝壳样品于烧杯中，烧杯质量为100克．然后将150g的盐酸平均分5次加入（假设杂质均不溶于水也不与盐酸反应）到烧杯中．实验过程中的数据记录如下：

实验次数	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
烧杯+剩余物质质量	175.6g	X	226.8g	252.4g	280.2g

（1）X=

 

g；
（2）贝壳样品中碳酸钙的质量分数；
（3）第三次实验后所得溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析：（1）分析实验过程中的数据记录，第一次加入稀盐酸30克时，烧杯+剩余物质质量减少4.4g，则可判断每加入稀盐酸30克则烧杯+剩余物质质量减少4.4g，推断第二次加入稀盐酸后烧杯+剩余物质质量质量；
（2）由第五次加入稀盐酸30克时，烧杯+剩余物质质量减少2.2g的实验数据，可判断此时碳酸钙已完全反应，剩余固体为样品中的杂质，由此可计算石灰石样品中碳酸钙的质量分数；
（3）根据质量守恒定律，烧杯中物质充分反应后所得溶液的质量=所加稀盐酸的质量+参加反应的碳酸钙质量-放出二氧化碳的质量．

解答：解：（1）第二次加入稀盐酸后“烧杯+剩余物质”质量为：175.6g+30g-4.4g=201.2g．故答案为：201.2
（2）反应中产生的二氧化碳气体质量为50g+100g+150g-280.2g=19.8g
设50g贝壳样品中碳酸钙的质量为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                    19.8g

100

x

=

44

19.8g

x=45g
贝壳样品中碳酸钙的质量：

45g

50g

×100%=90%
答：贝壳样品中碳酸钙的质量分数是90%．
（3）第三次实验后产生的二氧化碳气体质量为13.2g
设消耗碳酸钙的质量为z，产生氯化钙的质量为y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100        111       44
z          y         13.2g

111

y

=

44

13.2g

=

100

z

y=33.3g  z=30g
溶液中溶质的质量分数：

33.3g

90g+30g-13.2g

×100%=31.2%
答：溶液中溶质的质量分数31.2%．

点评：分析实验所记录的数据时，注意数据变化量间的规律，利用变化规律判断完全反应时所涉及物质的质量．