Question

(4分)我市東部山區盛產石灰石,某校課外活動小組為了解石灰石資源的品質,采用兩種方案對當地石材進行化學分析:
方案一: 取10g石灰石粉末樣品置于下圖所示裝置,充分加熱至質量恒定,冷卻后稱得固體質量為8.12g

方案二:另取10g同質地石灰石顆粒樣品,置于燒杯中加足量稀鹽酸,充分反應后稱得混合物的總質量減少了4.27g
相關資料:
當地石灰石含有的主要雜技為二氧化硅,其化學性質穩定,加熱不易分解且不與鹽酸發生化學反應.
計算出兩種方案測得的石灰石中碳酸鈣的質量分數:
(1)方案一中碳酸鈣的質量分數是                       ;
(2)方案二中碳酸鈣的質量分數是                       .(精確到0.1%)
比較兩方案測量的結果,分析兩方案誤差較大的可能原因?

Answer 1

（1）生成二氧化碳的質量為10g﹣8.12g=1.88g，設生成1.88g二氧化碳需碳酸鈣的質量為x．
CaCO₃CaO+CO₂↑
100             44
x              1.88g

x=4.27g
石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數：×100%=42.7%．
（2）混合物的總質量減少了4.27g說明生成了4.27g二氧化碳，設樣品中的碳酸鈣的質量為y，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
y                    4.27g

y=9.7g
石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數：×100%=97%．
石灰石分解需要高溫，兩方案誤差較大的原因可能是酒精燈火焰溫度偏低，石灰石粉末未能充分分解，引起誤差較大．

本題主要考查學生對完全反應的概念的理解，以及運用化學方程式和質量分數公式進行計算的能力，根據化學方程式計算時一定要注意格式和計算的準確性，（1）碳酸鈣受熱分解生成氧化鈣和二氧化碳，固體減少的質量就是生成二氧化碳的質量，根據化學方程式，通過二氧化碳的質量計算出碳酸鈣的質量，然后計算石灰石中碳酸鈣的質量分數；（2）碳酸鈣和鹽酸反應生成二氧化碳氣體，反應后混合物的總質量減少的質量就是生成二氧化碳的質量，根據二氧化碳可計算碳酸鈣的質量，進而計算碳酸鈣的質量分數．從碳酸鈣分解需要高溫分析兩種方案誤差大的原因。