Question

某化學興趣小組為了測定一批石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，取用2g石灰石樣品，把25g稀鹽酸分5次加入樣品中（其中雜質不與鹽酸反應，也不溶解于水），充分反應后經過濾、干燥等操作，最后稱量，得實驗數據如下：

稀鹽酸的用量	剩余固體的質量
第一次加入5g	1.5g
第二次加入5g	1.0g
第三次加入5g	0.5g
第四次加入5g	X
第五次加入5g	0.3g

（1）上表中第中次加入鹽酸所得剩余固體的質量X為______g．
（2）求石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為多少？
（3）當向此樣品中一次性加入15g鹽酸充分反應后并過濾，求所得濾液溶質的質量分數？

Answer 1

解：（1）由第一次和第二次的反應可以發現5g鹽酸能夠消耗0.5g碳酸鈣，而最后剩余的0.3g即是碳酸鈣中的雜質，而第三次的固體是0.5g，所以X的值應該是0.3g；
（2））最后剩余的0.3克為雜質質量，所以石灰石中碳酸鈣的質量為2g-0.3g=1.7g；
石灰石中碳酸鈣的質量分數為×100%=85%．
（2）一次性加入15g鹽酸充分反應后并過濾，會的到固體的質量是0.5g，故反應的碳酸鈣的質量是1.5g
設生成CaCl₂的質量為x，生成CO₂的質量為y．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 111 44
1.5g x y

x=1.665g y=0.66g
生成溶液中氯化鈣的質量分數為×100%≈10.5%
故答案為：（1）0.3；（2）石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為85%；（2）反應生成溶液中氯化鈣的質量分數為10.5%．
分析：（1）根據反應的情況對相關的數據進行分析，可以發現5g鹽酸能夠消耗0.5g碳酸鈣，而最后剩余的0.3g即是碳酸鈣中的雜質，據此分析解答即可；
（2）固體剩余的質量是雜質的質量，由雜質的質量可計算出石灰石中碳酸鈣的質量，由碳酸鈣的質量可計算出石灰石中碳酸鈣的質量分數；
（3）由碳酸鈣的質量可以根據化學方程式計算出生成氯化鈣的質量和二氧化碳的質量，進而計算出生成溶液中氯化鈣的質量分數．
點評：本題難度較大，考查了根據化學方程式的計算，根據表格數據分析出石灰石樣品中的碳酸鈣完全反應的時機實驗是正確解答本題的關鍵所在．