Question

某校化學研究性學習小組了解到，某石材廠新購進一批石灰石原料，其所含的雜質既不溶于水，也不溶于鹽酸，高溫時也不發生反應，該小組取用4g樣品，測定該石灰石的純度，用未知溶質質量分數的稀鹽酸40g分4次加入．每次充分反應后，經過濾、干燥等操作后稱量固體物質的質量．每次稀鹽酸的用量及剩余固體的質量見下表（假設過濾、干燥等操作過程，固體物質質量不受損耗）：

稀鹽酸的用量	剩余固體的質量
第一次加入10g	3.0g
第二次加入10g	2.0g
第三次加入10g	1.0g
第四次加入10g	0.4g

（1）該石灰石樣品的純度是

 

．
（2）所用的稀鹽酸中溶質的質量分數是多少？
（3）如果煅燒上述石灰石原料生產出含雜質的生石灰質量為100t，問需要上述石灰石原料質量為多少噸？（計算結果精確到0.1）

Answer 1

分析：（1）石灰石樣品前后減少的質量為碳酸鈣的質量，最后剩余的0.4g為雜質的質量，由此可求出石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數．
（2）根據上述實驗可知每10克稀鹽酸與1克碳酸鈣恰好完全反應，根據碳酸鈣的質量求出10克稀鹽酸中溶質的質量，進而求出稀鹽酸中溶質的質量分數．
（3）根據生石灰的質量可求出石灰石的質量．

解答：解：（1）石灰石樣品中CaCO₃的質量分數為：

4g-0.4g

4g

×100%=90%
（2）解：設第一次實驗中，所加入的10g鹽酸中溶質的質量為X
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73
1g     X
 

100

1g

=

73

X

  
x=0.73g
稀鹽酸中溶質的質量分數=

0.73g

10g

×100%=7.3%
（3）設反應的石灰石的質量為y，根據石灰石的純度，所含雜質的質量為10%y．
CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑
100          56
90%y     100t-10%y
 

100

90%y

=

56

100t-10%y

y=165.6t
答：石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為90%，稀鹽酸中溶質的質量分數為7.3%，煅燒上述石灰石原料生產出含雜質的生石灰質量為100t，問需要上述石灰石原料質量為165.6t．

點評：在做計算題時經常會用到反應前后的質量差，因而一定要將反應前后的質量差是什么的質量區分清，裝置的總質量前后減少的一般為生成氣體的質量，固體前后減少的一般為參加反應的固體物質的質量．