Question

15．为了探究石灰石的纯度（假设样品中的杂质既不溶于水也不与盐酸反应），称取40g石灰石样品等分为4份（分别编号为①、②、③、④），每份样品分别与一定量的稀盐酸反应，所得数据如表所示：

样品编号	①	②	③	④
稀盐酸的质量	25g	50g	m（80＜m＜150）	150g
剩余固体的质量	7.5g	5g	2g	2g

然后，为了探究石灰石与稀盐酸反应后所得溶液中的溶质成分，将编号③所得溶液过滤，取滤液质量的$\frac{1}{4}$于烧杯中，向其中滴加质量分数为10.6%的碳酸钠溶液使其充分反应直至过量，有关的变化如图所示：
分析题中有关信息和图表，回答下列问题：
（1）该石灰石样品的纯度为80%．
（2）编号③所用稀盐酸的质量m为100g．
（3）A点处对应的溶液中溶质的质量分数是多少？（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）根据样品中的杂质既不溶于水也不与盐酸反应进行分析；
（2）根据参加反应的碳酸钙的质量和化学方程式进行计算；
（3）根据碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，依据题中的数据进行计算．

解答 解：（1）该石灰石样品的纯度为$\frac{10g-2g}{10g}$×100%=80%；
（2）依据①中的数据进行计算，
设盐酸的质量分数为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73              
2.5g  x×25g
$\frac{100}{2.5g}$=$\frac{73}{x×25g}$
 x=7.3%
设编号③所用稀盐酸的质量为y，生成二氧化碳质量为z，生成氯化钙质量为a
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73    111      44 
8g   y×7.3%  a      z
$\frac{100}{8g}$=$\frac{73}{y×7.3%}$=$\frac{44}{z}$=$\frac{111}{a}$
 y=80g
 z=3.52g
a=8.88g
碳酸钠消耗的盐酸质量为m，生成氯化钠质量为n，生成二氧化碳质量为d
    Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
    106          73        117       44
5g×10.6%     m×7.3%   n          d
 $\frac{106}{5g×10.6%}$=$\frac{73}{m×7.3%}$=$\frac{117}{n}$=$\frac{44}{d}$
m=5g
n=0.585g
d=0.22g
所以编号③所用稀盐酸的质量m为80g+4×5g=100g；
（3）氯化钙与碳酸钠生成氯化钠的质量为b，生成碳酸钙沉淀的质量为c
CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
      106    100     117
   20g×10.6% c       b
   $\frac{106}{20g×10.6%}$=$\frac{100}{c}$=$\frac{117}{b}$
   c=2g
   b=2.34g
所以A点处对应的溶液中溶质的质量分数是：$\frac{0.585g+2.34g}{（100g+8g-3.52g）×\frac{1}{4}+25g-2g-0.22g}$×100%≈6.0%．
故答案为：（1）80%；
（2）100g；
（3）A点处对应的溶液中溶质的质量分数是6.0%．

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．