Question

某同學去溶洞游玩，帶回了一些山上的碎石，研究其碳酸鈣的含量．取石灰石樣品分別與相同溶質質量分數(shù)的稀鹽酸充分反應后（石灰石樣品中的雜質既不溶于水，也不與鹽酸反應），經(jīng)過濾、干燥，稱量剩余固體的質量．剩余固體的質量與所取樣品質量的關系如下表所示．

實驗序號	石灰石樣品質量/g	稀鹽酸的質量/g	剩余固體的質量/g
1	2.0	20.0	0.2
2	2.0	27.0	0.2
3	3.0	27.0	0.3
4	4.0	27.0	1.3

試計算：（1）石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)；
（2）利用恰好完全反應的一組數(shù)據(jù)，計算反應后溶液中溶質的質量分數(shù)．

Answer 1

解：對表中數(shù)據(jù)進行分析，第三組實驗中碳酸鈣和鹽酸恰好完全反應．
（1）石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為
設恰好完全反應時生成氯化鈣的質量為y，生成二氧化碳的質量為z
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 111 44
3×90% y z
==
y=3.0g z=1.2g
反應后溶液中溶質的質量分數(shù)為=10.5%
答：（1）石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為90%；（2）利用恰好完全反應后溶液中溶質的質量分數(shù)為10.5%．
分析：由反應質量表可知，前三次實驗中石灰石中碳酸鈣完全反應，而第四次實驗因鹽酸量不足，石灰石中碳酸鈣未能完全反應；2.0g石灰石完全反應剩余0.2g固體可知，1.0g該石灰石樣品中含碳酸鈣質量=1.0g-0.1g=0.9g，含雜質0.1g，3g樣品剩余的不反應的雜質為0.3g，因此第四次實驗中參加反應的碳酸鈣質量=4.0g-1.3g=2.7g；所以第三組恰好完全反應，據(jù)此可計算所得溶液的溶質質量分數(shù)；
點評：本題主要考查學生分析圖表數(shù)據(jù)，利用化學方程式進行計算的能力，根據(jù)反應進行參加反應的溶液溶質質量分數(shù)計算時，一定要選取溶液中溶質完全反應時的數(shù)據(jù)計算溶液中溶質的質量，這樣求得的溶質質量才是溶液中全部溶質的質量．