Question

16．有一种石灰石样品的成分是CaCO₃和SiO₂．课外小组同学将100g盐酸分5次加入到35g石灰石样品中（已知SiO₂不与盐酸反应），得到如下部分数据和图象．

次数	第1次	第2次	第3次
加入盐酸的质量/g	20	20	20
剩余固体的质量/g	30	a	20

请计算：
（1）第2次加入盐酸后，a为g．
（2）石灰石样品中钙元素的质量分数为多少？
（3）100g稀盐酸中溶质的质量为多少？

Answer 1

分析 （1）根据反应的图象可知，在加入80g稀盐酸即第4次加入后，恰好反应完全，此后再加稀盐酸也不再会反应放出二氧化碳了，因此，前四次实验固体都得到充分反应；根据第1次反应的数据可推知每加入20g稀盐酸，充分反应后，剩余固体减少的质量，据此规律可推断a值；
（2）根据（1）的计算，可以推出样品中碳酸钙的质量，然后依据碳酸钙中钙元素的质量分数减小计算；
（3）根据第四次反应恰好反应完全以及方程式可以计算反应的氯化氢的质量，进而计算盐酸的溶质质量分数；

解答 解：（1）由第一次加入20g稀盐酸固体质量将会减少35g-30g=5g，所以结合图象中的信息可知：第2次加入20g稀盐酸后，所剩余固体的质量=30g-5g=25g；
（2）由图象可知在加入80g稀盐酸即第4次加入后，恰好反应完全，故第4次加入稀盐酸后，固体物质总共减少的质量=5g×4=20g，
所以样品中碳酸钙的质量是20g，石灰石样品中钙元素的质量分数为：$\frac{20g×\frac{40}{100}×100%}{35g}×100%$=22.9%；
（3）设参加反应的氯化氢的质量为x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100         73    
20g          x
$\frac{100}{20g}$=$\frac{73}{x}$
y=14.6g
盐酸的溶质质量分数为：$\frac{14.6g}{80g}$×100%=18.25%，所以100g稀盐酸中溶质的质量为18.25g．
故答案为：（1）25；
（2）22.9%；
（3）18.25g．

点评 本题主要考查了化学方程式的计算，难度不大，注意解题的规范性和准确性．