Question

九龍山位于圣城曲阜的南部，具有豐富的石灰石礦產資源．該石灰石樣品中含有二氧化硅雜質（二氧化硅是一種既不溶于水也不與鹽酸反應且耐高溫的固體）．陽光中學的同學們想測定該樣品中碳酸鈣的質量分數，他們采取了一塊石灰石樣品，將其敲碎后，稱出6g放入燒杯內（燒杯質量為20g）．然后加入50g一定溶質質量分數的足量稀鹽酸，用玻璃棒攪拌至不再產生氣泡為止．反應所需時間（t）和燒杯及其所成盛物質總質量（m）的關系如圖所示．請回答：
（1）將石灰石樣品敲打粉碎的主要目的是______；
（2）該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數是多少？（保留3位有效數字）

Answer 1

【答案】分析：根據反應時間曲線可查出碳酸鈣完全反應后放出氣體二氧化碳的質量，利用生成二氧化碳的質量計算出所取樣品中碳酸鈣質量，碳酸鈣質量與樣品質量比即樣品中碳酸的質量分數．
解答：解：（1）為避免樣品中碳酸鈣不能完成反應，可把樣品粉碎，增大樣品與鹽酸的接觸面積使碳酸鈣更充分反應，加快反應的速率；
（2）圖中質量軸上每個小刻度表示0.2g，所以完全放出氣體后剩余物質總質量為73.8g；
由質量守恒定律，因此放出氣體二氧化碳的質量=76g-73.8g=2.2g
設石灰石樣品中碳酸鈣的質量為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                    2.2g
  解得：X=5g
石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數=×100%≈83.3%
故答為：（1）增大石灰石與鹽酸的接觸面積，使碳酸鈣更充分反應；加快反應速率；（2）該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數是83.3%．
點評：準確判斷圖中刻度值是正確解決本題一個重要細節，是正確判斷生成二氧化碳質量的關鍵．