Question

4．石灰石样品中含有二氧化硅杂质（二氧化硅既不溶于水也不与盐酸反应）．某学校的化学兴趣小组的同学想测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取一块石灰石样品，将其敲碎后，称出56g放入烧杯内（烧杯质量为20g）．然后加入一定溶质质量分数的稀盐酸，用玻璃棒搅拌至不再产生气泡为止．反应所需时间（t）和烧杯及其所盛物质总量（m）的关系如图所示．
试回答：
（1）将石灰石样品敲打粉碎的主要目的是增大石灰石与盐酸的接触面积，加快反应速率；
（2）实验结束时，共放出二氧化碳2.2 克；
（3）该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是多少？（计算结果精确到0.1%）

Answer 1

分析 根据反应时间曲线可查出碳酸钙完全反应后放出气体二氧化碳的质量，利用生成二氧化碳的质量计算出所取样品中碳酸钙质量，碳酸钙质量与样品质量比即样品中碳酸的质量分数．

解答 解：（1）为避免样品中碳酸钙不能完成反应，可把样品粉碎，增大样品与盐酸的接触面积，此举还可以加快反应的速率；
（2）图中质量轴上每个小刻度表示0.2g，所以完全放出气体后剩余物质总质量为73.8g；
根据质量守恒定律，因此放出气体二氧化碳的质量=76g-73.8g=2.2g；
（3）设石灰石样品中碳酸钙的质量为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                   2.2g
$\frac{100}{x}$$\frac{44}{2.2g}$
解之得 x=5g
石灰石样品中碳酸钙的质量分数=$\frac{5g}{6g}$×100%=83.3%．
故答案为：（1）增大石灰石与盐酸的接触面积，加快反应速率；
（2）2.2；
（3）该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是83.3%．

点评 准确判断图中刻度值是正确解决本题一个重要细节，是正确判断生成二氧化碳质量的关键．