Question

16．小强同学前往当地的石灰石矿区进行调查，他取回了若干块矿石样品，对样品中的碳酸钙的质量分数进行测验采取了以下方法，取用8g这种石灰石样品，把40g稀盐酸分四次加入，测量过程所得数据见下表（已知石灰石样品中含有的杂质不溶于水，也不与盐酸反应）．请回答下列问题：

序号	加入稀盐酸的质量（g）	剩余固体的质量（g）
第1次	10	5.5
第2次	10	M
第3次	10	1.2
第4次	10	1.2

（1）发生反应的化学方程式为CaCO₃+2HC1═CaC1₂+H₂O+CO₂↑
（2）M的值为3
（3）石灰石样品中碳酸钙的质量分数85%
（4）以上实验中产生的二氧化碳的总量（x）的比例式为$\frac{100}{6.8g}=\frac{44}{x}$
（5）将第二次实验后得到的混合物过滤，要将得到的滤液变成溶质质量分数为10%的溶液，应向溶液中加水32.7g
（6）用36.5%的浓盐酸配制实验中使用的40g稀盐酸，需要加水的质量是20g．

Answer 1

分析 （1）根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳进行分析；
（2）由表中数据可知，第一次碳酸钙反应了2.5g，第三次剩余1.2g，说明第二次碳酸钙反应了2.5g；从而得出m的值；
（3）由表中数据可知，第一次碳酸钙反应了2.5g，第三次剩余1.2g，说明第二次碳酸钙反应了2.5g；第三次和第四次剩余物质都是1.2g，说明第三次后碳酸钙完全反应；
（4）根据参加反应的碳酸钙的质量，计算生成二氧化碳的质量；
（5）根据样品中碳酸钙的质量计算出杂质质量，所得不饱和溶液的质量=反应后固液混合物的质量-杂质质量+加入水的质量，溶质质量就是（2）中计算出的溶质（CaCl₂）的质量，然后根据溶质质量分数公式计算即可；
（6）根据（2）中计算出的参加反应的HCl的质量计算出实验所用的稀盐酸的质量分数，根据溶质质量一定，利用溶质质量分数公式进行计算即可．

解答 解：（1）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO₃+2HC1═CaC1₂+H₂O+CO₂↑；
（2）根据第一次10g盐酸消耗碳酸钙的质量为2.5g，第三次剩余固体成为了1.2g，说明第一次反应后还有碳酸钙，也就是说10g盐酸已经全部反应，只能消耗2.5g碳酸钙，再加10g盐酸，还能消耗2.5g，所以剩余固体：5.5g-2.5g=3g，所以m为3；
（3）了第三次假设这一次10g盐酸还能完全反应，最后剩余固体3g-2.5g=0.5g，结果剩余1.2g，说明盐酸没完全反应，剩余的都是杂质，即1.2g是杂质，碳酸钙质量为8g-1.2g=6.8g，样品中碳酸钙的质量分数是$\frac{8g-1.2g}{8g}$×100%=85%；
（4）设二氧化碳的质量为x，
 CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
  100                  44
  6.8g                 x
$\frac{100}{6.8g}=\frac{44}{x}$
x=2.992g
第二次实验后，参加反应的碳酸钙质量为5g，设生成氯化钙质量为z，生成二氧化碳质量为m，稀盐酸的质量分数为n
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
100   73     111      44
5g    n×20g  z        m
$\frac{100}{5g}$=$\frac{111}{z}$=$\frac{44}{m}$=$\frac{73}{n×20}$
z=5.55g
m=2.2g
n=18.25%
要将得到的滤液变成溶质质量分数为10%的溶液，应向溶液中加水x
$\frac{5.55g}{20g+5g-2.2g+x}$×100%=10%
x=32.7g；
（6）需要加水的质量是：40g-$\frac{40g×18.25%}{36.5%}$=20g．
故答案为：（1）CaCO₃+2HC1═CaC1₂+H₂O+CO₂↑；
（2）3；
（3）85%；
（4）$\frac{100}{6.8g}$=$\frac{44}{x}$；
（5）32.7；
（6）20g．

点评 本题主要考查学生运用假设法和化学方程式进行计算和推断的能力，计算时要注意规范性和准确性．