Question

有一種石灰石的樣品，其中含有的雜質是二氧化硅（二氧化硅是一種不溶于水，不與酸反應，耐高溫的固體）．某學生想測定該樣品的純度，他取用2g這種石灰石樣品，把20g稀鹽酸分四次加入，充分反應后剩余固體的質量見下表

稀鹽酸的用量	剩余固體的質量
第1次加入5g	1.315g
第2次加入5g	0.63g
第3次加入5g	0.3g
第4次加入5g	0.3g

（1）2g石灰石樣品中，有雜質質量______克．石灰石樣品的純度是______．
（2）第______次加入鹽酸后，樣品中的碳酸鈣反應完．
（3）請計算所用鹽酸中氯化氫質量分數．
（4）請計算100kg這種純度的石灰石充分煅燒后，得到的生石灰質量．

Answer 1

解：（1）由圖表分析知3次、4次剩余固體的質量相同，說明碳酸鈣完全反應，剩余的固體是雜質的質量，據此得知碳酸鈣的質量是2g-0.3g=0.685g，則石灰石中碳酸鈣的質量分數為：×100%=85%；
（2）由表中每次加入5g稀鹽酸固體減少的質量關系可判斷：每加入5g稀鹽酸固體應減少0.685g；據此規(guī)律，由第3次加入鹽酸后固體質量的減少值小于0.685g，可判斷此次反應后碳酸鈣已完全反應；
（3）由圖表分析可知：每加入5g稀鹽酸消耗碳酸鈣0.685g，設所用稀鹽酸的溶質質量分數為x%
CaCO₃ +2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 73
0.685g 5g×x%
=
x%=10%
答：所用鹽酸中氯化氫質量分數是10%．
（4）設100kg這種純度的石灰石充分煅燒后，得到的生石灰質量為y
CaCO₃CaO+CO₂↑
100 56
100kg×85% y
=
y=47.6kg
答：100kg這種純度的石灰石充分煅燒后，得到的生石灰質量是47.6kg
故答案為：（1）0.3；85%；（2）3；（3）10%；（3）47.6kg．
分析：（1）由于樣品中除碳酸鈣外，二氧化硅既不與鹽酸反應，也不溶于水，因此由表中3次、4次剩余固體的質量相同，說明碳酸鈣完全反應，剩余的固體是雜質的質量，據此得知碳酸鈣的質量，進而計算出石灰石樣品的純度；
（2）由表中每次加入5g稀鹽酸固體減少的質量關系可判斷：每加入5g稀鹽酸固體應減少0.685g；據此規(guī)律，由第3次加入鹽酸后固體質量的減少值小于0.685g，可判斷此次反應后碳酸鈣已完全反應；
（3）利用每加入5g稀鹽酸消耗碳酸鈣0.685g，利用這一關系可求鹽酸中氯化氫質量分數；
（4）根據碳酸鈣高溫下分解反應的化學方程式，確定分解的碳酸鈣與得到生石灰的質量關系，可由石灰石中碳酸鈣的質量計算求出能得到生石灰的質量．
點評：根據圖表中剩余固體的質量，分析每次加入相同稀鹽酸所減少的質量即樣品中被反應掉碳酸鈣的質量，并判斷出第3次加稀鹽酸后碳酸鈣完全反應，掌握相應的化學方程式，才能順利解答．