Question

小組同學從海邊撿來一些嵌有沙礫的貝殼（主要成分為碳酸鈣），為測定貝殼中碳酸鈣的質量分數，做了如下實驗：取200mL的鹽酸進行四次實驗（雜質均不與鹽酸反應）．實驗過程中的數據記錄如下：

實驗次數	第1次	第2次	第3次	第4次
貝殼的質量/g	10	20	30	40
生成CO2的質量/g	3.52	7.04	8.8	m

請結合上述數據回答：
（1）貝殼有剩余的為______．
（2）第4次加入鹽酸后，m為______g
（3）貝殼中含有碳酸鈣的質量分數是多少？（本題要有計算過程）

Answer 1

解：（1）由圖表可知，每加入10g樣品可生成氣體3.52g，8.8g-7.04g＜3.52g，故在第3次反應時已是完全反應，鹽酸被反應完，樣品有剩余．故答案為：3和4；
（2）在第3次反應時已是完全反應，鹽酸被反應完，不可能再有氣體產生，所以二氧化碳的質量為8.8g；
（3）設第一次參與反應的CaCO₃的質量為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
x 3.52g

x=8g
則石灰石中碳酸鈣的質量分數為×100%=80%
答：該石灰石中碳酸鈣的質量分數為80%．
故答案為：（1）3和4； （2）8.8；（3）80%．
分析：（1）通過觀察圖表可知，加入樣品的質量和生成氣體的質量比，據此找出完全反應是在第幾次，說明鹽酸被反應完，碳酸鈣就有有剩余；
（2）由完全反應的概念可知m的值；
（3）寫出反應的化學方程式，得出各物質之間的質量比，列出比例式，就可計算出第一次參與反應的CaCO₃的質量，然后再與第一次加入樣品的質量比較，即可計算出該石灰石中碳酸鈣的質量分數．
點評：本題主要考查學生對完全反應的認識和運用化學方程式和質量分數公式進行計算的能力．分析實驗所記錄的數據時，注意數據變化量間的規律，利用變化規律判斷完全反應時所涉及物質的質量．