Question

小強同學前往當地的石灰石礦區進行調查，他取回了若干塊礦石樣品，對樣品中的碳酸鈣的質量分數進行檢測，采用了以下的辦法：取用8g這種石灰石樣品，把40g稀鹽酸分四次加入，測量過程所得數據見下表，（已知石灰石樣品中含有的雜質不溶于水，不與鹽酸反應）問：

序號	加入稀鹽酸質量（g）	剩余固體質量（g）
第1次	10	5.5
第2次	10	m
第3次	10	1.2
第4次	10	1.2

（1）8g石灰石樣品中含有雜質多少克？
（2）樣品中碳酸鈣的質量分數是多少？
（3）右表中m的數值應為多少？
（4）要得到280kg的CaO，需要質量分數為80%的石灰石多少千克？（化學方程式為CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑）

Answer 1

分析：（1）此題通過不斷改變所加入的稀鹽酸的質量，觀察剩余固體的質量來判斷稀鹽酸何時不足，石灰石中CaCO₃何時完全反應．由表中數據可知，在第三次加入10g鹽酸后，固體剩余物質量不再減少，說明剩余的1.2g固體不和稀鹽酸反應，應為雜質．
（2）然后，用8g石灰石樣品質量-雜質質量=CaCO₃質量；再除以樣品質量，即可求出樣品中碳酸鈣的質量分數；
（3）第一次加入10g酸，此時不清楚酸和鹽兩者是否完全反應，或者哪一物質剩余．但是固體有8g-5.5g=2.5g，即加入10g酸少了2.5g固體．如果此時碳酸鈣剩余，則每加入10g酸就減少2.5g固體．如果是酸剩余，則加入10g酸時，沉淀質量不再減少．而根據給出的數據，固體質量在減少．所以每10g酸恰好與2.5g固體反應．而當加入第二個10g酸時，即第一次加10g酸時固體的質量減少應和第二次一樣，所以第二次剩余的固體質量就是3g；
（4）由生成氧化鈣的質量和石灰石中碳酸鈣的質量分數，根據碳酸鈣分解的化學方程式就可以計算出需要石灰石的質量．

解答：解：（1）由表中數據可知，在第三次加入10g鹽酸后，固體剩余物質量不再減少，說明剩余的1.2g固體不和稀鹽酸反應，應為雜質，所以雜質的質量為1.2g；
故填：1.2g；
（2）樣品中碳酸鈣的質量分數=

8g-1.2g

8g

×100%=85%；
故填：85%；
（3）第一次加入10g酸，此時不清楚酸和鹽兩者是否完全反應，或者哪一物質剩余．但是固體有8g-5.5g=2.5g，即加入10g酸少了2.5g固體．如果此時碳酸鈣剩余，則每加入10g酸就減少2.5g固體．如果是酸剩余，則加入10g酸時，沉淀質量不再減少．而根據給出的數據，固體質量在減少．所以每10g酸恰好與2.5g固體反應．而當加入第二個10g酸時，即第一次加10g酸時固體的質量減少應和第二次一樣，所以第二次剩余的固體質量就是=5.5g-（8g-5.5g）=3g；
故填：3；
（4）設需要石灰石的質量為x．
CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑
100       56
x×80%   280Kg

100

56

=

x×80%

280kg

，
x=625kg
答：需要石灰石的質量為625kg．

點評：數據分析中要注意從數據中提煉信息，如表中第四步固體是1.2g，而根據先前的分析，每加10g鹽酸就減少2.5g碳酸鈣，最后剩余的固體1.2g固體，說明碳酸鈣已經無剩余，據此可對相關問題進行分析探討．