Question

9．某校科学探究小组同学把一块捡来的石灰石做纯度分析，进行了如下实验：
他们取了若干块矿石样品，对样品中的碳酸钙的质量分数进行检测，采用了以下的办法：
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（反应生成的氯化钙能溶于水，杂质不溶于水，也不与盐酸反应）．

序  号	第一次	第二次	第三次	第四次
加入稀盐酸质量（g）	10	10	10	10
剩余固体质量（g）	5.5	m	1.6	1.6

请计算：
（1）上表中的m=3
（2）样品中的碳酸钙的质量分数是多少？
（3）整个实验过程中共生成二氧化碳的质量为多少？

Answer 1

分析 第一次加入10g盐酸，固体减少2.5g．可以猜测每10g盐酸导致碳酸钙反应掉2.5g，则第二次加入后固体剩余3g，第三次加入剩余1.6g．说明第二次正好碳酸钙没有完全反应，也就确定m就应该为3．最后1.6g应该为不能反应的杂质，即碳酸钙的总质量为8g-1.6g=6.4g．进而计算．

解答 解：
第一次加入10g盐酸，固体减少2.5g．可以猜测每10g盐酸导致碳酸钙反应掉2.5g，则第二次加入后固体剩余3g，第三次加入剩余1.6g．说明第二次正好碳酸钙没有完全反应，也就确定m就应该为3．最后1.6g应该为不能反应的杂质，即碳酸钙的总质量为8g-1.6g=6.4g．
样品中碳酸钙的质量分数$\frac{6.4g}{8g}$×100%=80%
设6.4g碳酸钙完全反应生成的二氧化碳的质量为x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                    44
6.4g                                   x
$\frac{100}{44}$=$\frac{6.4g}{x}$
x=2.816g．
答：（1）上表中的m=3；
（2）样品中的碳酸钙的质量分数是80%；
（3）整个实验过程中共生成二氧化碳的质量为2.816g．

点评 根据数据分析反应恰好完全反应的时机和判断计算的有效数据，这是数据分析型题目计算题的关键．最后计算的是全部的二氧化碳，不是某一步骤中的．