Question

某同学去我市的乐业大石围天坑游玩时，取回了若干块矿石样品，它采用了以下的方法对样品中碳酸钙的质量分数进行检测：取这种石灰石样品6g，把40g稀盐酸分四次加入，测量过程所得数据见下表（已知石灰石样品中的杂质不溶于水，不与盐酸反应）．求：
（1）m=

2

g；
（2）样品中CaCO₃的质量分数为

90%

；
（3）恰好反应时，反应后所得溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析：本题重在分析数据的有效性．样品是6g，加入第一个10g盐酸的时候，剩余固体是4g，说明反应掉的碳酸钙的质量为2g．根据后面的数据可知此时碳酸钙应该有剩余，也就是10g盐酸和2g碳酸钙是恰好完全反应．所以第二次再加10g盐酸，反应掉的碳酸钙还可能是2g，即还剩余2g固体，根据后面的固体质量可知，第二次应该也是反应掉2g．剩余2g．即m=2g．第三次加入10g盐酸，是从剩余的2g固体减少为0.6g，说明此时碳酸钙已经完全反应，最后的0.6g不含碳酸钙成分．题目中要计算反应所以溶液中溶质的质量分数，就需要求溶质和溶液的总质量．

解答：解：（1）样品是6g，加入第一个10g盐酸的时候，剩余固体是4g，说明反应掉的碳酸钙的质量为2g．根据后面的数据可知此时碳酸钙应该有剩余，也就是10g盐酸和2g碳酸钙是恰好完全反应．所以第二次再加10g盐酸，反应掉的碳酸钙还可能是2g，即还剩余2g固体，根据后面的固体质量可知，第二次应该也是反应掉2g．剩余2g．即m=2g．故答案为：2；
（2）由于6g样品剩余了0.6g不溶性物质，也就是碳酸钙的质量为6g-0.6g=5.4g．
则样品中CaCO₃的质量分数

5.4g

6g

×100%=90%．
故答案为90%          
（3）解：设生成氯化钙的质量为x，生成二氧化碳的质量为y．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100        111       44
6g-0.6=5.4 g   x      y

100

5.4g

=

111

x

，x≈6.0g

100

5.4g

=

44

y

，y≈2.4g 
此时消耗的盐酸溶液的质量为

10g

2g

×5.4g=27g
反应后所得溶液中溶质的质量分数为：

6g

5.4g+27g-2.4g

×100%=20%
答：反应后所得溶液中溶质的质量分数为20%．

点评：数据分析中要注意从数据中提炼信息，如表中第三步固体是0.6g，而根据先前的分析，每加10g盐酸就减少2g碳酸钙，此时为0.6g固体，说明碳酸钙已经无剩余，盐酸此时过量．题目只是求算恰好完全反应时的质量分数，对于40g盐酸加入时计算溶质就需要加上剩余的氯化氢的质量，当然溶液的质量也随之改变．