Question

某学校研究性学习小组为了测定某矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，进行如下实验：取盐酸200g，平均分成4份，分别加入一定质量的该石灰右样品，实验结果如下表所示：

实验次数	1	2	3	4
加入样品质量/g	5	10	15	20
生成CO2质量/g	1.76	3.52	4.4	m

（1）哪几次反应矿石有剩余？答________．
（2）上表中的m值是________．
（3）试计算这种石灰石中碳酸钙的质量分数．

Answer 1

解：（1）由表格中的数据可知，第3次盐酸已完全反应完全反应，故第3、4次反应中的碳酸钙的质量有剩余；
（2）因为第3次反应已是完全反应，不再有气体产生，故第四次反应生成的气体质量的第三次的一样多，即m=4.4．
（3）设第1次实验中样品中的碳酸钙的质量为x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
x 1.76g
解之得：x=4g，
石灰石中碳酸钙的质量分数为：×100%=80%
故答为：（1）3、4次；（2）4.4g；（3）石灰石中碳酸钙的质量分数为80%．
分析：（1）观察并对比表格中的数据可知：第2次实验中的数据均为第一次实验的两倍，而第3次加入样品质量是第一次的三倍，而生成的气体少，说明此时盐酸已完全反应．由此可知，3、4次实验中碳酸钙有剩余，
（2）由上述分析可知，盐酸已完全反应时生成二氧化碳的质量是4.4g，即m=4.4；
（3）碳酸钙的质量分数可根据第1次或第2次实验中二氧化碳的质量求出．根据化学方程式得出各物质之间的质量比，列出比例式，即可求出参加反应的CaCO₃的质量，然后再根据质量分数公式进行计算即可．
点评：本题主要考查学生对完全反应的概念的认识，以及运用化学方程式和质量分数公式进行计算的能力．