Question

4．某同学去我市的道场山风景区游玩时，取回了若干块矿石样品，它采用了以下的方法对样品中碳酸钙的质量分数进行检测：取这种石灰石样品6g，把40g稀盐酸分四次加入，测量过程所得数据见表（已知石灰石样品中的杂质不溶于水，不与盐酸反应）．求：

加入稀盐酸的次序	1	2	3	4
加入稀盐酸的质量/g	10	10	10	10
剩余固体的质量/g	4.0	m	0.6	0.6

（1）6g石灰石样品中含有的杂质为0.6；
（2）m=2.0；
（3）样品中CaCO₃的质量分数；
（4）所用稀盐酸的质量分数．

Answer 1

分析 （1）比较第三次和第四次的数据可以得出样品中杂质的质量为；
（2）比较第一次和第三次的数据可知第一次中盐酸完全反应，消耗碳酸钙6.0g-4.0=2.0g，因此第二次中也是消耗2.0g碳酸钙，故可以求出m的值；
（3）由杂质的质量可以求出碳酸钙的质量，进而求出碳酸钙的质量分数；
（4）根据题意可以知道第一次盐酸和2g碳酸钙恰好完全反应，可以据此求出盐酸的质量分数．

解答 解：（1）比较第三次和第四次的数据可知：样品中杂质的质量为0.6g；
（2）比较第一次和第三次的数据可知，第一次加入10g盐酸后剩余固体的质量为4.0g，而第三次加入稀盐酸后剩余固体的质量为0.6g，所以可以判断第一次中盐酸完全反应，消耗碳酸钙6.0g-4.0=2.0g，即10g 稀盐酸能够消耗2g碳酸钙，因此第二次中也是消耗2.0g碳酸钙，故可以求出m=4.0-2.0=2.0；
（3）碳酸钙的质量为：6.0g-0.6g=5.4g，故其质量分数为：$\frac{5.4g}{6.0g}$×100%=90%
（4）设盐酸的质量为X，则：
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73
2g      X
$\frac{100}{2g}$=$\frac{73}{X}$
X=1.46 g．
所以盐酸的质量分数为：$\frac{1.46g}{10g}$×100%=14.6%．
故答案为：（1）0.6；
（2）2.0；
（3）90%；
（4）14.6%．

点评 本题主要考查学生运用化学方程式和质量分数公式进行计算的能力，解答本题时学生需要认真分析图表数据，根据物质反应时的质量关系，正确运用公式和化学方程式进行解答．