Question

18．为了测定某石灰石样品中碳酸钙的含量，取20g此样品，将80mL（密度为1.1g/cm³）的稀盐酸分四次加入样品使之充分反应（石灰石中的杂质不溶于水，也不与盐酸及生成物反应），每次用盐酸的体积与反应后剩余固体的质量见表．

次  数	一	二	三	四
加入盐酸的体积/mL	20	20	20	20
剩余固体的质量/g	14	8	m	3

计算：
（1）m的数值是3．
（2）样品中碳酸钙的质量分数85%．
（3）20g此样品与足量盐酸反应最多生成二氧化碳的质量？（写出计算过程）
（4）实验过程中二氧化碳的质量与所加稀盐酸的体积的关系如图所示，图中b的数值为56.67．

Answer 1

分析 根据每次加入稀盐酸的量及其剩余固体的质量，可以求出参加反应的氧化镁的质量，当加入相同体积的稀盐酸时，参加反应的氧化镁的质量减少了，说明氧化镁已经和稀盐酸完全反应了．

解答 解：由表中数据可知，第一次完全反应时，20ml稀盐酸恰好与6g（20g-14g=6g）氧化镁反应，第二次20ml稀盐酸恰好与6g（14g-8g=6g）氧化镁反应，第三次时，20mL稀盐酸如果完全反应，剩余的固体质量为2g（8g-6g=2g），但是第四次剩余的固体质量为3g，说明第三次加入20ml稀盐酸时，氧化镁已经完全反应，稀盐酸有剩余，样品中含有3g杂质．
（1）第三次加入20ml稀盐酸时，氧化镁已经完全反应，3g固体是样品中的杂质，所以x的值是3．
故填：3．
（2）样品中碳酸钙的质量分数为$\frac{20g-3g}{20g}×100%$=85%；故填：85%；
（3）20g此样品中碳酸钙质量为20g-3g=17g，
设17g的碳酸钙生成二氧化碳为x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                   44
17g                                     x
$\frac{100}{17g}=\frac{44}{x}$
x=7.48g
20g此样品与足量盐酸反应最多生成二氧化碳的质量为7.48g．
（4）由表中数据可知，第一次完全反应时，20mL稀盐酸恰好与6g（20g-14g=6g）碳酸钙反应，第三次消耗的盐酸的质量为$\frac{5}{6}×20mL$=16.67mL．所以一共消耗稀盐酸=20mL+20mL+16.67mL=56.67mL．故填：56.67．

点评 根据反应进行参加反应的溶液溶质质量分数计算时，一定要选取溶液中溶质完全反应时的数据计算溶液中溶质的质量，这样求得的溶质质量才是溶液中全部溶质的质量．