Question

我縣西田各莊鎮(zhèn)西智地區(qū)山上含有大量石灰石（主要成分為碳酸鈣），為測定石灰石中碳酸鈣的含量，某學校課外小組同學做了如下實驗：首先稱取50g該地區(qū)的石灰石樣品，然后將150mL的稀鹽酸分5次加入（假設(shè)其余雜質(zhì)均不與鹽酸反應）進行充分反應．實驗過程中的數(shù)據(jù)記錄如下

稀鹽酸的體積	第一次30mL	第二次30mL	第三次30mL	第四次30mL	第五次30mL
剩余固體質(zhì)量	40.0g	X	20.0g	10.0g	5.0g

（1）X=

 

g；
（2）計算該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是多少？
（3）若把該反應產(chǎn)生的二氧化碳全部收集起來，共有多少L？
（注意：①二氧化碳氣體的密度為1.977g/L，②要求寫出全部計算過程）

Answer 1

分析：（1）分析實驗過程中的數(shù)據(jù)記錄，第一次加入稀鹽酸50克時，固體質(zhì)量減少10g，則可判斷每加入稀鹽酸50克則固體質(zhì)量減少10g，推斷第二次加入稀鹽酸后剩余固體質(zhì)量；
（2）由第五次加入稀鹽酸50克時，固體質(zhì)量減少5g的實驗數(shù)據(jù)，可判斷此時碳酸鈣已完全反應，剩余固體為樣品中的雜質(zhì)，由此可計算石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)；
（3）利用反應的碳酸鈣的質(zhì)量，利用化學方程式計算出二氧化碳的質(zhì)量，然后利用密度換算為體積．

解答：解：（1）由第一次的實驗數(shù)據(jù)可知，每加入稀鹽酸50克則固體質(zhì)量減少10g，因此，第二次加入稀鹽酸50克時，固體質(zhì)量再減少10g，即X=40g-10g=30g；
故答案為：30；
（2）由第五次的實驗數(shù)據(jù)可得，樣品中含碳酸鈣的質(zhì)量=50g-5g=45g，則石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)=

45g

50g

×100%=90%
（3）設(shè)50g固體完全參加反應生成二氧化碳的質(zhì)量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100              44
45g               x

100

45g

=

44

x

解之得：x=19.8
所以二氧化碳的體積為

19.8g

1.977g/L

=10L
答：（2）石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為90%；
（3）所生成二氧化碳的總體積為10升．

點評：本題是借助于數(shù)學模型，利用圖表的方式來分析和解決化學計算中的有關(guān)問題，要求學生有較強的識圖能力和數(shù)據(jù)分析能力．