Question

18．為了測定某石灰石樣品中碳酸鈣的含量，取20g此樣品，將80mL（密度為1.1g/cm³）的稀鹽酸分四次加入樣品使之充分反應（石灰石中的雜質不溶于水，也不與鹽酸及生成物反應），每次用鹽酸的體積與反應后剩余固體的質量見表．

次  數	一	二	三	四
加入鹽酸的體積/mL	20	20	20	20
剩余固體的質量/g	14	8	m	3

計算：
（1）m的數值是3．
（2）樣品中碳酸鈣的質量分數85%．
（3）20g此樣品與足量鹽酸反應最多生成二氧化碳的質量？（寫出計算過程）
（4）實驗過程中二氧化碳的質量與所加稀鹽酸的體積的關系如圖所示，圖中b的數值為56.67．

Answer 1

分析 根據每次加入稀鹽酸的量及其剩余固體的質量，可以求出參加反應的氧化鎂的質量，當加入相同體積的稀鹽酸時，參加反應的氧化鎂的質量減少了，說明氧化鎂已經和稀鹽酸完全反應了．

解答 解：由表中數據可知，第一次完全反應時，20ml稀鹽酸恰好與6g（20g-14g=6g）氧化鎂反應，第二次20ml稀鹽酸恰好與6g（14g-8g=6g）氧化鎂反應，第三次時，20mL稀鹽酸如果完全反應，剩余的固體質量為2g（8g-6g=2g），但是第四次剩余的固體質量為3g，說明第三次加入20ml稀鹽酸時，氧化鎂已經完全反應，稀鹽酸有剩余，樣品中含有3g雜質．
（1）第三次加入20ml稀鹽酸時，氧化鎂已經完全反應，3g固體是樣品中的雜質，所以x的值是3．
故填：3．
（2）樣品中碳酸鈣的質量分數為$\frac{20g-3g}{20g}×100%$=85%；故填：85%；
（3）20g此樣品中碳酸鈣質量為20g-3g=17g，
設17g的碳酸鈣生成二氧化碳為x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                   44
17g                                     x
$\frac{100}{17g}=\frac{44}{x}$
x=7.48g
20g此樣品與足量鹽酸反應最多生成二氧化碳的質量為7.48g．
（4）由表中數據可知，第一次完全反應時，20mL稀鹽酸恰好與6g（20g-14g=6g）碳酸鈣反應，第三次消耗的鹽酸的質量為$\frac{5}{6}×20mL$=16.67mL．所以一共消耗稀鹽酸=20mL+20mL+16.67mL=56.67mL．故填：56.67．

點評 根據反應進行參加反應的溶液溶質質量分數計算時，一定要選取溶液中溶質完全反應時的數據計算溶液中溶質的質量，這樣求得的溶質質量才是溶液中全部溶質的質量．