Question

6．某研究性学习小组欲测定石灰石中碳酸钙的质量分数，采用的方法如下：取该石灰石样品20g，把80g稀盐酸分四次加入，实验过程所得数据如表（已知石灰石样品中含有的杂质不溶于水，不与稀盐酸发生反应）．根据实验数据计算：

实验 次数	加入稀盐酸的质量/g	剩余固体 的质量/g
1	20	15
2	20	10
3	20	6.8
4	20	x

①表中x的数值为6.8．
②样品中碳酸钙的质量分数是66%．
③求盐酸中溶质的质量分数（请写出计算过程）．

Answer 1

分析 ①根据图表数据可知，第1、2次反应后固体物质减少的质量都为5g，而第3次反应后固体物质减少的质量为3.2g，说明此时碳酸钙已反应完，不再产生气体，故表中n的数值为6.8；
②根据图表数据可知，完全反应后，剩余固体物质的质量为6.8g，石灰石样品的质量减去剩余固体物质的质量就是样品中碳酸钙的质量，然后根据质量分数公式计算即可；
③根据图表数据可知，第1、2次反应后固体物质减少的质量都为5g，说明20g稀盐酸恰好能与石灰石中的5g碳酸钙完全反应．根据碳酸钙与盐酸反应的化学方程式和第1次完全反应中碳酸钙的质量，即可计算出第一次参与反应的HCl质量，然后根据溶质的质量分数公式计算即可．

解答 解：①根据图表数据可知，第1、2次反应后固体物质减少的质量都为5g，而第3次反应后固体物质减少的质量为3.2g，说明此时碳酸钙已反应完，不再产生气体，故表中n的数值为6.8；
②样品中碳酸钙的质量分数为：$\frac{20g-6.8g}{20g}$×100%=66%；
③由题分析20g稀盐酸恰好能与石灰石中的5g碳酸钙完全反应
设第一次参与反应的HCl质量为x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73
5g     x
$\frac{100}{5g}$=$\frac{73}{x}$
x=3.65g
盐酸中溶质的质量分数为：$\frac{3.65g}{20g}$×100%=18.25%．
答：盐酸中溶质的质量分数为18.25%．
故答案为：①6.8；
②66%；
③18.25%．

点评 本题主要考查学生利用化学方程式和溶质的质量分数公式进行计算的能力．