Question

4．某化學興趣小組為了測定當地的石灰石（主要成分是CaCO₃）的質量分數，他們做了如下實驗：取24克樣品放入燒杯中，向其中逐漸加入100克一定質量分數的稀鹽酸（雜質不溶于水也不與酸反應），所用鹽酸的質量分數與剩余固體的質量關系如圖所示，請根據圖中的數據進行計算：
（1）石灰石樣品中CaCO₃的質量是多少？．
（2）24克石灰石樣品與鹽酸充分反應后最多產生二氧化碳的質量是多少？．
（3）求所用鹽酸的溶質質量分數？
（4）求恰好反應后生成溶液中溶質的質量分數？

Answer 1

分析 （1）依據圖象中最終固體的質量分析解答；
（2）根據碳酸鈣的質量利用方程式中碳酸鈣的質量可得二氧化碳的質量；
（3）利用碳酸鈣的質量對恰好反應時消耗的氯化氫質量進行計算，則可得鹽酸的溶質質量分數；
（4）根據碳酸鈣的質量求出生成氯化鈣的質量，進而求出恰好反應后生成溶液中溶質的質量分數即可．

解答 解：（1）由圖象可知最終反應后固體的固體為4g，該質量即是剩余的不反應的雜質的質量，所以石灰石中碳酸鈣的質量是24g-4g=20g；
（2）由圖象可知碳酸鈣與鹽酸恰好反應時的用量是80g；
設參加反應的鹽酸中HCl的質量為x，生成的二氧化碳的質量是y，生成氯化鈣的質量為z．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73   111      44 
20g     x    z       y
$\frac{100}{20g}=\frac{73}{x}=\frac{111}{z}=\frac{44}{y}$
x=14.6g   y=8.8g  z22.2g
（3）由圖象可知碳酸鈣與鹽酸恰好反應時的用量是80g；所以所用鹽酸的質量分數為$\frac{14.6g}{80g}$×100%=18.25%
（4）恰好反應后生成溶液中溶質的質量分數=$\frac{22.2g}{20g+80g-8.8g}×100%$=24.3%
答：（1）石灰石樣品中CaCO₃的質量是20g；
（2）24克石灰石樣品與鹽酸充分反應后最多產生二氧化碳的質量是8.8g；
（3）所用鹽酸的溶質質量分數為18.25%；
（4）恰好反應后生成溶液中溶質的質量分數為24.3%．

點評 在對數形結合類問題中的表示變化的曲線進行分析時，曲線的折點的特殊意義是常是分析解題的重點．