Question

某化学兴趣小组为了测定一批石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取用25g石灰石样品，平均分成5份依次加入到60g稀盐酸中（样品中除碳酸钙外，其余的成分既不与盐酸反应，也不溶解于水），充分反应后经过滤、干燥等操作，最后称量，得实验数据如下表：

石灰石的用量	剩余固体的总质量
第一次加入5g	1g
第二次加入5g	2g
第三次加入5g	3g
第四次加入5g	8g
第五次加入5g	13g

（1）从表中数据可知，这五次实验中，第

3

次石灰石样品中的碳酸钙与稀盐酸恰好完全反应．
（2）求石灰石样品中碳酸钙的质量分数．
（3）计算该化学兴趣小组所用稀盐酸中溶质的质量分数．

Answer 1

分析：（1）由实验数据表可知，每加入5g石灰石，与稀盐酸物质完全反应，剩余固体1g，即每次参加反应的碳酸钙的质量为4g；前三次实验中石灰石中碳酸钙均完全反应，而第四次、第五次实验因稀盐酸量不足，加入的石灰石中的质量未发生改变，即未发生反应．
（2）由石灰石样品中碳酸钙的质量可以计算出碳酸钙的质量分数．
（3）根据题意，第3次石灰石样品中的碳酸钙与稀盐酸恰好完全反应，据此根据反应的化学方程式计算所用稀盐酸中溶质的质量，进而由溶质的质量分数的计算方法计算出质量分数即可．

解答：解：（1）由实验数据表可知，每加入5g石灰石，与稀盐酸物质完全反应，剩余固体1g，即每次参加反应的碳酸钙的质量为4g；前三次实验中石灰石中碳酸钙均完全反应，而第四次、第五次实验因稀盐酸量不足，加入的石灰石中的质量未发生改变，即第四次、第五次实验未发生反应．故第3次石灰石样品中的碳酸钙与稀盐酸恰好完全反应．
（2）由碳酸钙完全反应的前三次实验数据可知：每5g该石灰石样品中含碳酸钙质量=5g-1g=4g，
石灰石样品中碳酸钙的质量分数=

4g

5g

×100%=80%．
（3）第3次石灰石样品中的碳酸钙与稀盐酸恰好完全反应，参加反应的碳酸钙的质量为：5×3-3g=12g．
设参加反应的稀盐酸中HCl质量为x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73
12g    x

100

73

=

12g

x

    x=8.76g
稀盐酸中溶质的质量分数=

8.76g

60g

×100%=14.6%．
答：（1）3；
（2）石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80%；
（3）所用稀盐酸中溶质的质量分数为14.6%．

点评：本题难度较大，考查了根据化学方程式的计算，根据表格数据分析出石灰石样品中的碳酸钙与稀盐酸恰好完全反应的实验是正确解答本题的关键所在．