Question

某化學興趣小組為了測定石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，取用2.0g石灰石樣品，把25.0g的稀鹽酸分五次加入到樣品中（樣品中的雜質既不與鹽酸反應，也不溶解于水），每次充分反應都經過濾、干燥、稱量，得出實驗數據如下：（精確到0.1%）

實驗次數	1	2	3	4	5
每次加入鹽酸量/g	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
剩余固體質量/g	1.5	1.0	0.5	0.4	0.4

計算：
（1）石灰石樣品的純度？
（2）稀鹽酸的溶質質量分數是多少？
（3）某次充分反應時所得溶質質量分數？（此時溶液中只含一種溶質）

Answer 1

分析：（1）根據表中的數據可知，第4次加入稀鹽酸后剩余固體質量不再改變，說明所剩余固體全部為雜質，由雜質的質量可計算出石灰石中碳酸鈣的質量，由碳酸鈣的質量可計算出石灰石中碳酸鈣的質量分數；
（2）根據碳酸鈣與鹽酸的反應的方程式，由參加反應的碳酸鈣的質量求出稀鹽酸中溶質的質量、生成的溶液中氯化鈣的質量、二氧化碳的質量，再求出稀鹽酸的溶質質量分數；
（3）根據以上計算數據，求出充分反應時所得溶液中溶質質量分數．

解答：解：（1）根據實驗數據可知，樣品中雜質質量為0.4g，則樣品中碳酸鈣質量=2.0g-0.4g=1.6g；石灰石中碳酸鈣的純度是：

1.6g

2.0g

×100%=80%；
（2）由表中的數據可知，1、2、3次時，鹽酸充分反應，反應的碳酸鈣的質量為0.5g．
設鹽酸溶液中溶質的質量為X，生成的氯化鈣的質量為Y，生成二氧化碳的質量為Z
     CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
      100  73   111         44
      0.5g X    Y           Z
      

100

73

=

0.5g

X

      解得：X=0.365g
      

100

111

=

0.5g

Y

      解得：Y=0.555g
     

100

44

=

0.5g

Z

      解得：Z=0.22g
稀鹽酸的溶質質量分數是：

0.365g

5g

×100%=7.3%
（3）充分反應時所得溶質質量分數是：

0.555g

5g+0.5g-0.22g

×100%=10.5%
答：（1）石灰石樣品的純度是80%；（2）稀鹽酸的溶質質量分數是7.3%；（3）分反應時所得溶質質量分數是10.5%

點評：本題解題的關鍵是準確判斷反應后溶液中溶質的質量．根據質量守恒定律，反應后所得溶液的質量=碳酸鈣的質量+所加稀鹽酸的總質量-放出二氧化碳氣體的質量．