Question

某中學化學活動小組同學欲測定某石灰石礦的純度，他們?nèi)∫欢ㄙ|(zhì)量的石灰樣品粉末，加入一只燒杯（質(zhì)量為25g）中，分4次加入某質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸，實驗中用天準確稱量充分反應后燒杯及燒杯內(nèi)剩余物質(zhì)的質(zhì)量，實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗次數(shù)	l	2	3	4
每次加入稀鹽酸的質(zhì)量/g	50	100	150	200
燒杯及燒杯內(nèi)剩余物質(zhì)的質(zhì)量/g	122.8	218.4	361.8	557.4

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，回答下列問題．
（1）發(fā)生反應的化學方程式為

 

；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)列出礦石樣品中所有碳酸鈣的質(zhì)量（X）的比例式為

 

；
（3）該石灰石樣品的純度為

 

；
（4）用36.5%的濃鹽酸配制實驗中所用稀鹽酸，需要加水的質(zhì)量為

 

g；
（5）向第4次實驗后的燒杯中至少再加入

 

g該石灰石粉末，充分反應后，再加入

 

g
水，過濾，可得到10%的中性的氯化鈣溶液．（過濾時濾液損失不計）

Answer 1

考點：根據(jù)化學反應方程式的計算,用水稀釋改變濃度的方法

專題：綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）根據(jù)鹽酸和碳酸鈣反應生成氯化鈣、水和二氧化碳進行解答；
（2）根據(jù)第二次實驗加入100g鹽酸生成二氧化碳的質(zhì)量=147.8g+100g-243.4g=4.4g，可知加入50g鹽酸生成二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，第三次生成二氧化碳的質(zhì)量=243.4g+150g-386.8=6.6g，第四次加入200g鹽酸生成二氧化碳的質(zhì)量=386.8g+200g-582.4g=4.4g，說明鹽酸有剩余，所以碳酸鈣完全反應，利用二氧化碳的質(zhì)量求出碳酸鈣的質(zhì)量進行解答．
（3）根據(jù)碳酸鈣的質(zhì)量求出純度；
（4）根據(jù)50g鹽酸與碳酸鈣反應生成二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，可求出鹽酸的質(zhì)量分數(shù)；
（5）根據(jù)剩余鹽酸的質(zhì)量求出加入石灰石的質(zhì)量．

解答：解：（1）鹽酸和碳酸鈣反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，發(fā)生反應的化學方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，第二次實驗加入100g鹽酸生成二氧化碳的質(zhì)量=147.8g+100g-243.4g=4.4g，可知加入50g鹽酸生成二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，第三次生成二氧化碳的質(zhì)量=243.4g+150g-386.8=6.6g，第四次加入200g鹽酸生成二氧化碳的質(zhì)量=386.8g+200g-582.4g=4.4g．所以，生成二氧化碳的質(zhì)量=2.2g+4.4g+6.6g+4.4g=17.6g
設碳酸鈣的質(zhì)量為x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100        111        44
x          a        17.6g

100

44

=

x

17.6g

   

111

44

=

a

17.6g

解得：x=40g    a=44.4g 
（3）設雜質(zhì)的質(zhì)量為y．
根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：
50g+100g+150g+200g+y+50g+40g=582.4g+17.6g
y=10g
該石灰石樣品的純度=

40g

40g+10g

×100%=80%．
（4）設50g鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為z
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
       73            44
       z            2.2g

73

44

=

z

2.2g

解得：z=3.65g
所以鹽酸的質(zhì)量分數(shù)是：

3.65g

50g

×100%=7.3%
需要用36.5%的濃鹽酸的質(zhì)量為：

500g×7.3%

36.5%

=100g，加水的質(zhì)量為：500g-100g=400g
（5）由上述分析可知，第四次剩余鹽酸的質(zhì)量為：200g-100g=100g
設需要加入的石灰石的質(zhì)量為m，生成的氯化鈣的質(zhì)量為n，生成二氧化碳的質(zhì)量為b
CaCO₃ +2HCl═CaCl₂ +H₂O+CO₂↑
 100     73              111              44
m×80%  100g×7.3%        n                b

100

73

=

m×80%

100g×7.3%

 

73

111

=

100g×7.3%

n

 

73

100g×7.3%

=

44

b

解得：m=12.5g  n=11.1g  b=4.4g
最后剩余的溶液的質(zhì)量為：557.4-25g-10g+12.5g×80%-4.4g=528g
含溶質(zhì)44.4g+11.1g=55.5g的10%氯化鈣溶液的質(zhì)量為55.5g÷10%=555g
故需要加水的質(zhì)量為555g-528g=27g
故答為：（1）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；（2）

100

44

=

x

17.6g

；（3）80%；（4）400g；（5）12.5，27．

點評：本題主要考查利用化學方程式進行計算的能力，同時也考查了學生分析數(shù)據(jù)，找出規(guī)律的能力．難度較大．