Question

为测定石灰石样品的纯度（样品中的杂质既不溶于水也不与盐酸反应，且耐高温）．取10g该石灰石样品，再把100g盐酸平均分
4次加入样品中，充分反应后剩余固体的质量见下表：

加稀盐酸的次数	第一次	第二次	第三次	第四次
剩余固体的质量	6.575g	3.15g	1.5g	1.5g

求：
（1）石灰石样品的纯度； 
（2）所用盐酸的质量分数；
（3）100g这种纯度的石灰石跟一定量的盐酸恰好完全反应后，溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

【答案】分析：（1）石灰石样品前后减少的质量为碳酸钙的质量，第三次和第四次最后剩余的质量相等，说明碳酸钙已完全反应，剩余物质为杂质的质量，由此可求出石灰石样品中碳酸钙的质量分数．
（2）根据上述实验可知第一次所加稀盐酸完全反应，石灰石样品未完全反应，根据反应的碳酸钙的质量求出25克稀盐酸中溶质的质量，进而求出稀盐酸中溶质的质量分数．
（3）根据碳酸钙的质量可求出生成的氯化钙的质量，再根据（2）中盐酸的质量分数求出所用稀盐酸的质量，进而算出生成溶液的质量和溶质的质量分数．
解答：解：（1）石灰石样品中CaCO₃的质量分数为：×100%=85%
（2）解：由题意知：第一次25g稀盐酸恰好反应掉10g-6.575g=3.425g碳酸钙．
    设第一次实验中，所加入的10g盐酸中溶质的质量为X
    CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
    100    73
   3.425g  x
    
      x=2.5g
所用稀盐酸中溶质的质量分数=×100%=10%
（3）100g石灰石中碳酸钙的质量是100g×85%=85g．
设参加反应的盐酸溶质的质量为y，生成氯化钙的质量是z，生成二氧化碳的质量是m．
   CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
   100    73    111      44
   85g    y     z        m
  
      y=62.05g
 
      z=94.35g
 
      m=37.4g
所以所用盐酸的质量是62.05g÷10%=620.5g，根据质量守恒定律可知氯化钙溶液的质量是85g+620.5g-37.4g=668.1g．
所以氯化钙溶液溶质的质量分数=%≈14.1%
答：石灰石样品的纯度是85%，所用盐酸的质量分数是10%，完全反应后溶液中溶质的质量分数是14.1%．
点评：本题综合考查了学生分析、解决问题的能力，在作图表类计算题时要认真分析数据，找出解题的突破口，然后利用方程式进行解题，反应后溶液的质量通常依据质量守恒定律求解，有难度．