Question

16．小明欲测量一石灰石中CaCO₃的质量分数，将100g盐酸平均分5次加入到30g石灰石样品中（已知杂质不与盐酸反应也不溶于水，CaCO₃与盐酸反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑），得到如下数据．

次数	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
加入盐酸的质量/g	20	20	20	20	20
剩余固体的质量/g	25	a	15	10	10

（1）第2次加入盐酸后，a为20克．
（2）石灰石样品中碳酸钙的质量是20克．
（3）第4次实验后生成的CaCl₂溶液的溶质质量分数是多少？（列式计算，结果精确到0.1%）

Answer 1

分析 本题重在分析数据的有效性．样品是30g，加入第一个20g盐酸的时候，剩余固体是25g，说明反应掉的碳酸钙的质量为5g．根据后面的数据可知此时碳酸钙应该有剩余，也就是20g盐酸和5g碳酸钙是恰好完全反应．所以第二次再加20g盐酸，反应掉的碳酸钙还可能是5g，即还剩余20g固体，根据后面的固体质量可知，第二次应该也是反应掉5g．剩余20g．即a=20g．第三次加入20g盐酸，是从剩余的20g固体减少为15g，第四次加入20g盐酸，是从剩余的15g固体减少为10g，第五次加入20g盐酸，固体不再减少，说明此时第四次恰好完全反应，最后的10g不含碳酸钙成分．题目中要计算反应所以溶液中溶质的质量分数，就需要求溶质和溶液的总质量．

解答 解：（1）样品是30g，加入第一个20g盐酸的时候，剩余固体是25g，说明反应掉的碳酸钙的质量为5g．根据后面的数据可知此时碳酸钙应该有剩余，也就是20g盐酸和5g碳酸钙是恰好完全反应．所以第二次再加20g盐酸，反应掉的碳酸钙还可能是5g，即还剩余20g固体，根据后面的固体质量可知，第二次应该也是反应掉5g．剩余20g．即a=20g．
（2）第三次加入20g盐酸，是从剩余的20g固体减少为15g，第四次加入20g盐酸，是从剩余的15g固体减少为10g，第五次加入20g盐酸，固体不再减少，说明此时第四次恰好完全反应，最后的10g不含碳酸钙成分，所以样品中碳酸钙的质量是30g-10g=20g
（3）第4次实验后生成的CaCl₂的质量为x，生成二氧化碳的质量为y．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100        111       44
20g         x        y
$\frac{100}{20g}$=$\frac{111}{x}$=$\frac{44}{y}$
x=22.2g，y=8.8g
第4次实验后生成的CaCl₂溶液的溶质质量分数是$\frac{22.2g}{80g+20g-8.8g}$×100%=24.4%
答：第4次实验后生成的CaCl₂溶液的溶质质量分数是24.4%．

点评 在有表格的计算中，我们要根据表格中所给的数据分析并得出我们所需要的物质的质量，然后再利用化学方程式进行计算．