Question

小剛想用貝殼（主要成分為碳酸鈣）制取二氧化碳氣體．為測定貝殼中碳酸鈣的含量，他做了如下實驗：首先稱取50g貝殼樣品于燒杯中，燒杯質量為100克．然后將150g的鹽酸平均分5次加入（假設雜質均不溶于水也不與鹽酸反應）到燒杯中．實驗過程中的數據記錄如下：

實驗次數	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
燒杯+剩余物質質量	175.6g	X	226.8g	252.4g	280.2g

（1）X=________g；
（2）貝殼樣品中碳酸鈣的質量分數；
（3）第三次實驗后所得溶液中溶質的質量分數．

Answer 1

解：（1）第二次加入稀鹽酸后“燒杯+剩余物質”質量為：175.6g+30g-4.4g=201.2g．故答案為：201.2
（2）反應中產生的二氧化碳氣體質量為50g+100g+150g-280.2g=19.8g
設50g貝殼樣品中碳酸鈣的質量為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
x 19.8g
=
x=45g
貝殼樣品中碳酸鈣的質量：×100%=90%
答：貝殼樣品中碳酸鈣的質量分數是90%．
（3）第三次實驗后產生的二氧化碳氣體質量為13.2g
設消耗碳酸鈣的質量為z，產生氯化鈣的質量為y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 111 44
z y 13.2g
==
y=33.3g z=30g
溶液中溶質的質量分數：×100%=31.2%
答：溶液中溶質的質量分數31.2%．
分析：（1）分析實驗過程中的數據記錄，第一次加入稀鹽酸30克時，燒杯+剩余物質質量減少4.4g，則可判斷每加入稀鹽酸30克則燒杯+剩余物質質量減少4.4g，推斷第二次加入稀鹽酸后燒杯+剩余物質質量質量；
（2）由第五次加入稀鹽酸30克時，燒杯+剩余物質質量減少2.2g的實驗數據，可判斷此時碳酸鈣已完全反應，剩余固體為樣品中的雜質，由此可計算石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數；
（3）根據質量守恒定律，燒杯中物質充分反應后所得溶液的質量=所加稀鹽酸的質量+參加反應的碳酸鈣質量-放出二氧化碳的質量．
點評：分析實驗所記錄的數據時，注意數據變化量間的規(guī)律，利用變化規(guī)律判斷完全反應時所涉及物質的質量．