Question

某化學興趣小組欲測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數．取20g石灰石樣品（假設雜質既不溶于水，也不與其他物質反應），向其中加入100g一定溶質質量分數的稀鹽酸，恰好完全反應，稱得固液混合物的質量為113.4g．請回答下列問題：
（1）寫出反應的化學方程式

 

；
（2）列出求解該樣品中參加反應的碳酸鈣質量（x）的比例式

 

；
（3）該樣品中碳酸鈣的質量分數為

 

；
（4）向反應后的固液混合物中加入113.6g水，充分攪拌后過濾，得到只含一種溶質的不飽和溶液，則所得不飽和溶液中溶質的質量分數為

 

；
（5）欲配制150g上述實驗所用的稀鹽酸，需要36.5%的濃鹽酸質量為

 

．

Answer 1

分析：（1）碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳．據此寫出化學方程式即可；
（2）根據已知條件和質量守恒定律可知，反應后物質質量之和比反應前物質質量之和減少的質量就是生成氣體的質量（因為氣體逸出），故生成二氧化碳氣體的質量=20g+100g-113.4g=6.6g；然后根據碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式和二氧化碳的質量，即可得出求解該樣品中參加反應的碳酸鈣質量（x）的比例式；
（3）由（2）中計算出的該樣品中參加反應的碳酸鈣質量，根據質量分數公式（

樣品中參加反應的碳酸鈣質量

樣品的質量

×100%）計算即可；
（4）根據樣品中碳酸鈣的質量計算出雜質質量，所得不飽和溶液的質量=反應后固液混合物的質量-雜質質量+加入水的質量，溶質質量就是（2）中計算出的溶質（CaCl₂）的質量，然后根據溶質質量分數公式計算即可；
（5）根據（2）中計算出的參加反應的HCl的質量計算出實驗所用的稀鹽酸的質量分數，根據溶質質量一定，利用溶質質量分數公式進行計算即可．

解答：解：（1）碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）由題意可知，生成二氧化碳氣體的質量=20g+100g-113.4g=6.6g；
設該樣品中參加反應的碳酸鈣質量為x，生成氯化鈣的質量為y，參加反應的HCl的質量為z，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73    111      44
x     z      y      6.6g
∴100：44=x：6.6g，111：44=y：6.6g，73：44=z：6.6g，
解之得：x=15g，y=16.65g，z=10.95g；
（3）該樣品中碳酸鈣的質量分數=

15g

20g

×100%=75%；
（4）石灰石樣品中雜質的質量為：20g-15g=5g，
所得不飽和溶液的質量為：113.4g-5g+113.6g=222g，
則所得不飽和溶液中溶質的質量分數為：

16.65g

222g

×100%=7.5%；
（5）實驗所用的稀鹽酸的質量分數為：

10.95g

100g

×100%=10.95%，
150g×10.95%÷36.5%=45g．
故答案為：（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；（2）100：44=x：6.6g；（3）75%；（4）7.5%；（5）45g．

點評：本題主要考查學生利用化學方程式和溶質質量分數公式進行計算的能力．