Question

有一種石灰石樣品的成分是碳酸鈣和二氧化硅（SiO₂是一種不溶于水，不與鹽酸反應，耐高溫的固體），某化學興趣小組為測定這種石灰石樣品中二氧化硅的質量分數，進行了如下實驗：
①稱取25.0g石灰石樣品，平均分成質量相等的兩份，并分別加工成塊狀和粉末狀；
②將100mL稀鹽酸平均分成體積相等的兩份，并分別倒入兩個錐形瓶中；
③將上述兩份樣品分別投入各盛有50mL稀鹽酸（足量）的兩個錐形瓶中，測得生成二氧化碳的質量與反應時間的關系如右圖所示．請回答：
（1）由圖中曲線分析得出，影響該化學反應速率的因素是：

反應物間的接觸面積

．
（2）若實驗測得該石灰石樣品中二氧化硅的質量分數為20%，則m的值為多少？（要有計算過程）
（3）若再稱取12.5g二氧化硅的質量分數為20%的該石灰石樣品進行煅燒，一段時間后冷卻至室溫，稱得剩余固體的質量
為10.3g，則10.3g剩余固體中鈣元素的質量為

4g

．

Answer 1

分析：（1）根據關系圖中粉末狀石灰石與塊狀石灰石完全反應所消耗時間的關系，推斷影響該化學反應速率的因素；
（2）依據二氧化硅的質量分數可以求出碳酸鈣的質量，而后利用方程式計算出生成的二氧化碳質量即可；
（3）依據化學反應前后元素的質量不變分析解答；

解答：解：（1）觀察關系曲線，可知相等質量的粉末狀石灰石反應的速率比塊狀石灰石的反應速率大，可判斷是由于粉末狀石灰石與稀鹽酸接觸更充分，從而可知反應物間的接觸面積影響反應的速度；（2）設12.5g的石灰石樣品可生成CO₂質量為m
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
5g×（1-20%）         m

100

44

=

5g×(1-20%)

m

m=4.4g
（3）依據質量守恒定律可知反應的前后鈣元素的質量不變，則有12.5g×（1-20%）×

40

100

×100%=4g；
故答案為：（1）反應物間的接觸面積；（2）答：m的值為4.4．（3）4g；

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．