Question

某石灰石样品的成分是CaCO₃和SiO₂（已知SiO₂既不溶于水也不与盐酸反应）。课外小组为了测定该石灰石样品中碳酸钙的质量分数，将12.0g石灰石样品放入烧杯中，再取100 g稀盐酸分4次加入烧杯中，每次均充分反应。实验数据记录如下：

次数	第1次	第2次	第3次	第4次
加入稀盐酸质量 /g	25	25	25	25
反应后烧杯中物质的总质量 /g	m	58.4	82.6	107.6

 
求：（1）生成二氧化碳的总质量是　　g。
（2）第1次加入稀盐酸充分反应后，烧杯中物质的总质量是　　g。
（3）该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。（写出计算过程）

Answer 1

⑴4.4g    ⑵35.2g   ⑶83.33%

试题分析：⑴四次后，如果不考虑产生气体的逸出，烧杯中共应有物质100g＋12g=112g，但由于产生二氧化碳气体逸出烧杯，所以烧杯中只剩下107.6g物质，由此可知产生气体为112g－107.6g=4.4g。
⑵第3次在烧杯中原有58.4克物质的基础上再加入25克稀盐酸，充分反应后烧杯中物质总质量不是58.4＋25=83.4克，而仅剩余82.6克，可知第3次加入盐酸后仍反应产生二氧化碳气体。进一步可知第2次反应完成后仍有碳酸钙剩余。到第2次结束共产生二氧化碳气体12＋25＋25－58.4=3.6g。由于每次加入稀盐酸量相同，则每次产生二氧化碳量也应相同，故第一次反应完成后产生二氧化碳气体1.8g。由此可算出反应后剩余物质量m。具体如下：12＋25－1.8="35.2g" 。或者也可以m＋25－1.8=58.4g，求出m=35.2g。
⑶由于碳酸钙全部反应完共产生二氧化碳4.4g，据此可计算出碳酸钙的质量，并将之除以样品质量即得结果。具体计算过程如下：
解：设碳酸钙质量为X
CaCO₃＋2HCl=CaCl₂＋H₂O＋CO₂↑
100                      44
X                      4.4g
 =
X=10g
碳酸钙的质量分数为×100%=83.33%