Question

為測定某地石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，進行以下實驗；向裝有5.0g石灰石樣品的燒杯中，加入23.6g稀鹽酸，恰好完全反應，燒杯中剩余物質的總質量隨時間變化關系如下表：（石灰石中的雜質不參加反應且難溶于水，生成的氣體全部逸出）

時間/min	t1	t2	t3	t4	t5	t6
燒杯中剩余物質的總質量/g	28.35	28.1	27.85	27.6	27.5	27.5

求：
（1）最終生成二氧化碳多少克；
（2）樣品中碳酸鈣的質量分數；
（3）將反應后燒杯中的剩余物質加入30.5克水變成不飽和溶液后進行過濾，可以得到濾液的溶質質量分數是多少？

Answer 1

（1）1.1g； （2）50%； （3）5%

試題分析：（1）由于石灰石樣品中的碳酸鈣能與稀鹽酸反應，生成氯化鈣、水和二氧化碳（逸出），故反應后燒杯中剩余物質的總質量會減小，根據質量守恒定律可知，減少的質量即為生成的二氧化碳的質量，結合實驗數據可知，燒杯中最終剩余物質的總質量是27.5g，所以生成的二氧化碳質量是5g+23.6g-27.5g=1.1g。
（2）依據二氧化碳的質量，結合反應的化學方程式，可計算出樣品中碳酸鈣的質量，進而可求出樣品中碳酸鈣的質量分數。
解，設樣品中CaCO₃的質量為x，
CaCO₃＋2HCl＝CaCl₂＋H₂O＋CO₂↑
100              44
x             1.1g
100:44=x：1.1g
解得，x=2.5g
則樣品中碳酸鈣的質量分數=×100%＝50%
答：樣品中碳酸鈣的質量分數為50%。
（3）根據題意，由于石灰石樣品中的碳酸鈣能與稀鹽酸反應，生成氯化鈣、水和二氧化碳（逸出），而石灰石中的雜質不參加反應且難溶于水，故當加入23.6g稀鹽酸，二者恰好完全反應時，所得溶液恰好為反應生成的CaCl₂溶液，則同樣依據化學方程式，可求出生成的氯化鈣質量，再除以最后所得溶液的質量，即可求得濾液的溶質質量分數。
解，設反應生成的CaCl₂的質量為y，
CaCO₃＋2HCl＝CaCl₂＋H₂O＋CO₂↑
111    44
y      1.1g
111:44=y：1.1g
解得，y=2.775g
則得到濾液的溶質質量分數=×100%＝5%
答：得到濾液的溶質質量分數是5%。
點評：此題是關于化學方程式的計算題，主要是利用圖表及反應方程式來分析和解決化學計算中的有關問題，要求學生有較強的數據分析能力；解題的關鍵是要能通過數據的比較，結合質量守恒定律，判斷出反應生成的二氧化碳的質量，然后根據相關的化學反應方程式，并依據已知量對未知的應求量進行求解計算即可，注意解題要規范。