Question

有一種石灰石樣品的成分是CaCO₃和SiO₂．課外小組同學(xué)將100g鹽酸分5次加入到35g石灰石樣品中（已知SiO₂不與鹽酸反應(yīng)），得到如下部分?jǐn)?shù)據(jù)和圖象．

次數(shù)	第1次	第2次	第3次
加入鹽酸的質(zhì)量/g	20	20	20
剩余固體的質(zhì)量/g	30	a	20

請(qǐng)計(jì)算：
（1）第2次加入鹽酸后，a為

 

g．
（2）石灰石樣品中鈣元素、碳元素和氧元素的質(zhì)量比為多少？（結(jié)果用最簡(jiǎn)整數(shù)比表示）
（3）10%的CaCl₂溶液可作路面保濕劑．欲將第5次實(shí)驗(yàn)后的溶液配成10%的CaCl₂溶液，可先向此溶液中加入足量的石灰石粉末，完全反應(yīng)后過(guò)濾，這時(shí)還需要向?yàn)V液中加入水多少克？（假設(shè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溶液損失忽略不計(jì)）

Answer 1

分析：（1）由圖表分析，三次參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量相等，由此計(jì)算出第二次參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量，再由剩余固體的質(zhì)量=總質(zhì)量-參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量可計(jì)算出a的值；
（2）根據(jù)題意和圖表分析，可得到樣品中CaCO₃的質(zhì)量，再根據(jù)CaCO₃中鈣元素、碳元素和氧元素的質(zhì)量計(jì)算出它們各占的比值；
（3）由化學(xué)方程式可以計(jì)算出與100g稀鹽酸反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量、同時(shí)又能計(jì)算出生成的氯化鈣以及二氧化碳的質(zhì)量；再根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以計(jì)算出反應(yīng)后氯化鈣溶液的質(zhì)量；最后根據(jù)稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變即可計(jì)算需要向?yàn)V液中加入水的質(zhì)量．

解答：解：（1）由圖象可知，第四次加入鹽酸后，才得到完全反應(yīng)，故在反應(yīng)過(guò)程中，第一次充分反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量為30g，說(shuō)明只有35g-30g=5g樣品參與了反應(yīng)，第三次充分反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量為20g，說(shuō)明共有35g-20g=15g樣品參與了反應(yīng)，故第二次充分反應(yīng)時(shí)，也只有5g樣品參與了反應(yīng)，故第2次加入鹽酸后，a=35g-5g×2=25g；
故答案為25．
（2）根據(jù)圖象分析，第4次加入鹽酸后，樣品中CaCO₃完全反應(yīng)．
樣品中鈣元素、碳元素和氧元素的質(zhì)量比：
 （20g×

40

100

）：（20g×

12

100

）：（20g×

48

100

+15g×

32

60

）=10：3：22
答：石灰石樣品中鈣元素、碳元素和氧元素的質(zhì)量比為10：3：22．
（3）由圖表可知，每消耗20g鹽酸，消耗5gCaCO₃，則100g鹽酸消耗25gCaCO₃．
設(shè)：100g鹽酸完全反應(yīng)后，溶液中CaCl₂的質(zhì)量為x，生成CO₂的質(zhì)量為y．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100         111      44
25g          x        y

100

25g

=

111

x

，

100

25g

=

44

y

；
解得：x=27.75g；y=11g；
所得CaCl₂溶液的質(zhì)量：25g+100g-11g=114g
設(shè)還需加入水的質(zhì)量為z；
則

27.75g

114g+z

×100%=10%；
解得：z=163.5g；
答：還需向?yàn)V液中加水163.5g．

點(diǎn)評(píng)：本題要求學(xué)生了解完全反應(yīng)和不完全反應(yīng)的概念及特點(diǎn)，觀察圖表，分析數(shù)據(jù)，正確解答．在計(jì)算石灰石樣品中鈣元素、碳元素和氧元素的質(zhì)量比為時(shí)，一定注意氧元素不只碳酸鈣中有，二氧化硅中也有氧元素．