题目内容

12.小明同学为了寻找含碳酸钙质量分数超过85%的石灰石,对一样品进行了如表定量实验.
实验步骤Ⅰ.将适量盐酸加入烧杯中并称重Ⅱ.称取少量石灰石样品加入烧杯中,使之与过量稀盐酸反应Ⅲ.待反应完全后,称重
实验图示
实验数据烧杯和盐酸的质量为100.0g石灰石样品的质量为12.0g烧杯和其中混合物的质量为107.6g
已知烧杯质量为13.1g,试通过计算分析:
(1)该试验中生成的二氧化碳的质量是4.4g.
(2)通过计算推断该是石灰石样品的纯度是否符合要求(石灰石样品中的杂质不与盐酸反应)?反应所得溶液的溶质质量分数是多少?(要求写出计算步骤)

分析 (1)石灰石中主要成分碳酸钙可以与盐酸反应生成氯化钙、水和气体二氧化碳;随着反应的发生,二氧化碳不断放出而使烧杯内物质质量减小;完全反应前后烧杯中物质质量差为放出气体二氧化碳的质量;
(2)石灰石样品的纯度=$\frac{碳酸钙的质量}{石灰石样品的质量}$×100%,根据反应的化学方程式,可由反应放出二氧化碳的质量计算参加反应的碳酸钙的质量;
(3)利用化学反应方程式计算出氯化钙的质量,再利用溶液的质量来计算溶质的质量分数.

解答 解:(1)根据质量守恒定律得:反应放出CO2的质量=(100.0g+12.0g)-107.6g=4.4g;
(2)设12.0g石灰石样品中含CaCO3质量为x,生成氯化钙的质量为y
CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O
100       111  44
x        y   4.4g
$\frac{100}{x}=\frac{111}{y}=\frac{44}{4.4g}$
x=10g,y=11.1g
该石灰石样品的纯度为:$\frac{10g}{12g}$×100%=83.3%
因83.3%<85%,所以该石灰石样品的纯度不符合要求;
(3)反应后烧杯中溶液的溶质质量分数是:$\frac{11.1g}{107.6g-13.1g-(12g-10g)}$=12%
答:(1)该实验中生成的二氧化碳的质量是4.4g;
(2)该石灰石样品的纯度不符合要求;
(3)反应后烧杯中溶液的溶质质量分数是12%.

点评 根据质量守恒定律,放出气体的反应,反应前各物质的总质量与反应后剩余物质的质量差即为反应放出气体的质量.

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