Question

9．明明同學在某礦業有限公司上采集了一塊石灰石樣品，該樣品雜質只含二氧化硅（二氧化硅是一種既不溶于水也不與鹽酸反應且耐高溫的固體）．

（1）明明同學想利用碳酸鈣與稀鹽酸反應的原理來測定該樣品中碳酸鈣的質量分數．圖甲給出了他可能用到的部分裝置．他應該選擇B．（選填“A”或“B”）
（2）選擇正確裝置后，他將樣品粉碎，稱出6g放入容器內（容器的質量為20g），然后再加入50g足量稀鹽酸，讓它們充分反應，直至不再產生氣泡為止．測的反應所需時間（t）和容器及其所盛物質的總質量（m）的關系如圖乙所示．
①將石灰石樣品粉碎的主要目的是增大石灰石與鹽酸的接觸面積使碳酸鈣更充分反應；加快反應速率．
②實驗結束后，共放出多少二氧化碳？
③該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數是多少？（計算結果保留l位小數）

Answer 1

分析 （1）在常溫下，用碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．
（2）根據質量守恒定律分析樣品質量，根據反應時間曲線可查出碳酸鈣完全反應后放出氣體二氧化碳的質量，利用生成二氧化碳的質量計算出所取樣品中碳酸鈣質量，碳酸鈣質量與樣品質量比即樣品中碳酸的質量分數．

解答 解：（1）在常溫下，用碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱，故選B裝置．故填B；
（2）①為避免樣品中碳酸鈣不能完成反應，可把樣品粉碎，增大樣品與鹽酸的接觸面積，此舉還可以加快反應的速率；
故答案為：增大石灰石與鹽酸的接觸面積使碳酸鈣更充分反應；加快反應速率．
②圖中質量軸上每個小刻度表示0.2g，所以完全放出氣體后剩余物質總質量為73.8g；
根據質量守恒定律，因此放出氣體二氧化碳的質量=76g-73.8g=2.2g
故答案為：2.2g；
③設石灰石樣品中碳酸鈣的質量為x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                    44
x                                       2.2g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{2.2g}$
解之得 x=5g
石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數=$\frac{5g}{6g}$×100%=83.3%．
答：該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數是83.3%．

點評 準確判斷圖中刻度值是正確解決本題一個重要細節，是正確判斷生成二氧化碳質量的關鍵．