Question

我市東部山區盛產石灰石，某校課外活動小組為了解石灰石資源的品質，采用兩種方案對當地石材進行化學分析：
方案一：取10g石灰石粉末樣品置于右圖所示裝置，充分加熱至質量恒定，冷卻后稱得固體質量為8.12g．
方案二：另取10g同質地石灰石顆粒樣品，置于燒杯中加足量稀鹽酸，充分反應后稱得混合物的總質量減少了4.27g．
相關資料：
當地石灰石含有的主要雜質為二氧化硅，其化學性質穩定，加熱不易分解且不與鹽酸發生化學反應．
計算出兩種方案測得的石灰石中碳酸鈣的質量分數：
（1）方案一中碳酸鈣的質量分數是______；
（2）方案二中碳酸鈣的質量分數是______．（精確到0.1%）
比較兩方案測量的結果，分析兩方案誤差較大的可能原因？
______．

Answer 1

【答案】分析：（1）碳酸鈣受熱分解生成氧化鈣和二氧化碳，固體減少的質量就是生成二氧化碳的質量，根據化學方程式，通過二氧化碳的質量計算出碳酸鈣的質量，然后計算石灰石中碳酸鈣的質量分數；
（2）碳酸鈣和鹽酸反應生成二氧化碳氣體，反應后混合物的總質量減少的質量就是生成二氧化碳的質量，根據二氧化碳可計算碳酸鈣的質量，進而計算碳酸鈣的質量分數．從碳酸鈣分解需要高溫分析兩種方案誤差大的原因．
解答：解：（1）生成二氧化碳的質量為10g-8.12g=1.88g，設生成1.88g二氧化碳需碳酸鈣的質量為x．
CaCO₃CaO+CO₂↑
100             44
x              1.88g

x=4.27g
石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數：×100%=42.7%．
（2）混合物的總質量減少了4.27g說明生成了4.27g二氧化碳，設樣品中的碳酸鈣的質量為y，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
y                    4.27g

y=9.7g
石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數：×100%=97.0%．
石灰石分解需要高溫，兩方案誤差較大的原因可能是酒精燈火焰溫度偏低，石灰石粉末未能充分分解，引起誤差較大．
故答案為：
（1）42.7%；
（2）97.0%；可能是酒精燈火焰溫度偏低，石灰石粉末未能充分分解，引起誤差較大．
點評：本題主要考查學生對完全反應的概念的理解，以及運用化學方程式和質量分數公式進行計算的能力，根據化學方程式計算時一定要注意格式和計算的準確性．