Question

我縣西田各莊鎮西智地區山上含有大量石灰石（主要成分為碳酸鈣），為測定石灰石中碳酸鈣的含量，某學校課外小組同學做了如下實驗：首先稱取50g該地區的石灰石樣品，然后將150mL的稀鹽酸分5次加入（假設其余雜質均不與鹽酸反應）進行充分反應．實驗過程中的數據記錄如下

稀鹽酸的體積	第一次30mL	第二次30mL	第三次30mL	第四次30mL	第五次30mL
剩余固體質量	40.0g	X	20.0g	10.0g	5.0g

（1）X=______g；
（2）計算該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數是多少？
（3）若把該反應產生的二氧化碳全部收集起來，共有多少L？
（注意：①二氧化碳氣體的密度為1.977g/L，②要求寫出全部計算過程）

Answer 1

解：（1）由第一次的實驗數據可知，每加入稀鹽酸50克則固體質量減少10g，因此，第二次加入稀鹽酸50克時，固體質量再減少10g，即X=40g-10g=30g；
故答案為：30；
（2）由第五次的實驗數據可得，樣品中含碳酸鈣的質量=50g-5g=45g，則石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數=×100%=90%
（3）設50g固體完全參加反應生成二氧化碳的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100 44
45g x

解之得：x=19.8
所以二氧化碳的體積為=10L
答：（2）石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為90%；
（3）所生成二氧化碳的總體積為10升．
分析：（1）分析實驗過程中的數據記錄，第一次加入稀鹽酸50克時，固體質量減少10g，則可判斷每加入稀鹽酸50克則固體質量減少10g，推斷第二次加入稀鹽酸后剩余固體質量；
（2）由第五次加入稀鹽酸50克時，固體質量減少5g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）利用反應的碳酸鈣的質量，利用化學方程式計算出二氧化碳的質量，然后利用密度換算為體積．
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．