Question

【題目】計算題

(1)某地產石灰石所含雜質不溶于水也不與鹽酸反應。為測定該石灰石中碳酸鈣的含量，現進行下列實驗：稱取25g石灰石放在質量為145g的燒杯中，向其中加入100g稀鹽酸，反應恰好完全，此時稱量燒杯及其中溶液，總質量為261.2g，求：

①石灰石中碳酸鈣的質量為__________克。

②反應后溶液中溶質的質量分數為__________(保留兩位有效數字)。

(2)某廠的某鋼樣粉末28.36 g（假設只含Fe和C），在氧氣流中充分反應，將產生的氣體通入足量的澄清石灰水中，得到3 g白色沉淀。

①計算可得此鋼樣粉末中鐵和碳的質量之比為__________。

②再取三份不同質量的鋼樣粉末分別加到50g質量分數相同的硫酸中，充分反應后，測得的實驗數據如下表所示：（標準狀況下，2克 H2的體積為22.4L）

實驗序號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
加入鋼樣粉末的質量 / g	2.836	5.672	8.508
生成氣體的體積（標準狀況）/ L	1.12	2.24	2.80

根據表中的數據計算，硫酸溶液中H2SO4溶質的質量分數是__________

Answer 1

【答案】20 20%或0.20 700：9 24.5%或0.245

【解析】

(1)根據質量守恒定律，燒杯及其中物質減少的質量就是生成的二氧化碳的質量，由二氧化碳的質量，根據碳酸鈣與鹽酸反應的方程式可求出碳酸鈣、氯化鈣的質量，由以上數據就可以進行有關的計算。

(2)碳能與氧氣反應生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，鐵能與硫酸反應生成氫氣，根據表格提供的數據可知，每2.836g鋼樣粉末能生成氫氣1.12L，第三次加入8.508g鋼樣只生成氫氣2.80L，則此時硫酸全部參加反應，鋼樣有剩余，所以可知50g硫酸共生成氫氣2.80L，此時可以根據氫氣的量求得硫酸的質量分數，加入的m鋼樣粉末只有鐵參加反應，求得參加反應的鐵的質量，即可求得剩余固體的質量。

①由題意可知，反應中生成的二氧化碳的質量為：25g+145g+100g+100g-261.2g=8.8g，根據反應方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑可知：每100gCaCO3反應產生44gCO2，則反應產生8.8gCO2氣體，反應消耗20gCaCO3；

②根據反應方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑可知：每100gCaCO3反應產生111gCaCl2、產生44gCO2，則反應產生8.8gCO2氣體，反應會同時產生22.2g CaCl2，則反應后產生的CaCl2的質量分數為：×100%=20.0%；

(2)① C+O2CO2 ①

CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O ②

根據方程式①②可得關系式 C～ ～ ～CaCO3：每反應產生100gCaCO3需反應消耗12gC，則產生3g碳酸鈣沉淀需要碳的質量為×12g=0.36g，因此28.36g鋼樣中含有鐵的質量為28.36g-0.36g=28g，所以鋼樣粉末中鐵和碳的質量之比為：28g：0.36g=700：9；

②根據表格提供的數據可知，每2.836g鋼樣粉末能生成氫氣1.12L，第三次加入8.508g鋼樣只生成氫氣2.80L，說明此時硫酸全部參加反應，鋼樣有剩余，所以可知50g硫酸共生成氫氣2.80L，氫氣的質量m(H2)=×2g=0.25g，根據Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，根據方程式可知反應消耗98g硫酸，反應產生2gH2，則反應產生0.25gH2消耗硫酸的質量是m(H2SO4)=×98g=12.25g，所以硫酸的質量分數為×100%=24.5%。