Question

某學校研究性學習小組為了測定某礦山石灰石中碳酸鈣的質量分數，進行如下實驗：取鹽酸200g，平均分成4份，分別加入一定質量的該石灰右樣品，實驗結果如下表所示：

實驗次數	1	2	3	4
加入樣品質量/g	5	10	15	20
生成CO2質量/g	1.76	3.52	4.4	m

（1）哪幾次反應礦石有剩余？答________．
（2）上表中的m值是________．
（3）試計算這種石灰石中碳酸鈣的質量分數．

Answer 1

解：（1）由表格中的數據可知，第3次鹽酸已完全反應完全反應，故第3、4次反應中的碳酸鈣的質量有剩余；
（2）因為第3次反應已是完全反應，不再有氣體產生，故第四次反應生成的氣體質量的第三次的一樣多，即m=4.4．
（3）設第1次實驗中樣品中的碳酸鈣的質量為x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
x 1.76g
解之得：x=4g，
石灰石中碳酸鈣的質量分數為：×100%=80%
故答為：（1）3、4次；（2）4.4g；（3）石灰石中碳酸鈣的質量分數為80%．
分析：（1）觀察并對比表格中的數據可知：第2次實驗中的數據均為第一次實驗的兩倍，而第3次加入樣品質量是第一次的三倍，而生成的氣體少，說明此時鹽酸已完全反應．由此可知，3、4次實驗中碳酸鈣有剩余，
（2）由上述分析可知，鹽酸已完全反應時生成二氧化碳的質量是4.4g，即m=4.4；
（3）碳酸鈣的質量分數可根據第1次或第2次實驗中二氧化碳的質量求出．根據化學方程式得出各物質之間的質量比，列出比例式，即可求出參加反應的CaCO₃的質量，然后再根據質量分數公式進行計算即可．
點評：本題主要考查學生對完全反應的概念的認識，以及運用化學方程式和質量分數公式進行計算的能力．