Question

某石灰石樣品的成分是CaCO₃和SiO₂（已知SiO₂既不溶于水也不與鹽酸反應）。課外小組為了測定該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，將12.0g石灰石樣品放入燒杯中，再取100 g稀鹽酸分4次加入燒杯中，每次均充分反應。實驗數據記錄如下：

次數	第1次	第2次	第3次	第4次
加入稀鹽酸質量 /g	25	25	25	25
反應后燒杯中物質的總質量 /g	m	58.4	82.6	107.6

 
求：（1）生成二氧化碳的總質量是　　g。
（2）第1次加入稀鹽酸充分反應后，燒杯中物質的總質量是　　g。
（3）該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數。（寫出計算過程）

Answer 1

⑴4.4g    ⑵35.2g   ⑶83.33%

試題分析：⑴四次后，如果不考慮產生氣體的逸出，燒杯中共應有物質100g＋12g=112g，但由于產生二氧化碳氣體逸出燒杯，所以燒杯中只剩下107.6g物質，由此可知產生氣體為112g－107.6g=4.4g。
⑵第3次在燒杯中原有58.4克物質的基礎上再加入25克稀鹽酸，充分反應后燒杯中物質總質量不是58.4＋25=83.4克，而僅剩余82.6克，可知第3次加入鹽酸后仍反應產生二氧化碳氣體。進一步可知第2次反應完成后仍有碳酸鈣剩余。到第2次結束共產生二氧化碳氣體12＋25＋25－58.4=3.6g。由于每次加入稀鹽酸量相同，則每次產生二氧化碳量也應相同，故第一次反應完成后產生二氧化碳氣體1.8g。由此可算出反應后剩余物質量m。具體如下：12＋25－1.8="35.2g" 。或者也可以m＋25－1.8=58.4g，求出m=35.2g。
⑶由于碳酸鈣全部反應完共產生二氧化碳4.4g，據此可計算出碳酸鈣的質量，并將之除以樣品質量即得結果。具體計算過程如下：
解：設碳酸鈣質量為X
CaCO₃＋2HCl=CaCl₂＋H₂O＋CO₂↑
100                      44
X                      4.4g
 =
X=10g
碳酸鈣的質量分數為×100%=83.33%