Question

為測定石灰石中碳酸鈣的質量分數，化學興趣小組的同學設計了以下方案：向12g石灰石樣品中逐漸滴加稀鹽酸至不再產生氣泡，測得消耗稀鹽酸104.4g，且生成的二氧化碳氣體全部用足量的NaOH溶液吸收，NaOH溶液增加的質量隨時間變化如下表：（友情提示：石灰石中的雜質不參加反應且難溶于水，NaOH溶液吸收二氧化碳變成碳酸鈉溶液）

時間（min）	t1	t2	t3	t4	t5	t6	t7	t8
氫氧化鈉溶液增加的質量（g）	1.5	2	2.5	3	3.5	4	4.4	4.4

求：（1）最終生成CO₂的質量

4.4

；
（2）樣品中CaCO₃的質量分數（計算結果精確到0.1%，寫出具體計算過程）；
（3）將石灰石與稀鹽酸反應后的剩余物質進行過濾，再向濾液中加入多少克水可以得到溶質質量分數為5%的CaCl₂溶液？（寫出具體計算過程）

Answer 1

分析：（1）氫氧化鈉溶液因吸收二氧化碳而使質量增加，由于吸收二氧化碳不形成氣體或沉淀，因此氫氧化鈉溶液增加質量即產生二氧化碳的質量；
（2）由碳酸鈣完全反應生成二氧化碳的質量，根據反應的化學方程式，可計算樣品中碳酸鈣的質量，從而求得樣品中CaCO₃的質量分數；
（3）利用反應放出二氧化碳的質量，求出反應后溶液中氯化鈣的質量，并使用質量守恒定律求得反應后所得溶液的質量，根據加水稀釋前后溶質質量不變，計算稀釋時需要加入水的質量．

解答：解：（l）由實驗數據可知，氫氧化鈉溶液質量最終增加4.4g，即最終生成CO₂的質量為4.4g；
（2）設樣品中CaCO₃的質量為x．生成CaCl₂的質量為y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100        111      44
x           y       4.4g

100

x

=

111

y

=

44

4.4g

x=10g    y=11.1g
樣品中CaCO₃的質量分數=

10g

12g

×100%=83.3%
（3）由于稀釋前后溶質的量不變，所以設加入水的質量為z．

11.1g

10g+104.4g-4.4g+z

×100%=5%   
z=112g
故答案為：（1）4.4；（2）樣品中CaCO₃的質量分數為83.3%；（3）所需加水的質量為112g．

點評：本題是借助于數學模型，利用圖表的方式來分析和解決化學計算中的有關問題，要求學生有較強的識圖能力和數據分析能力．