Question

石灰石是山西省的主要礦物產(chǎn)品之一．研究性小組做了如下的實驗．取50g石灰石樣品（雜質(zhì)不與酸或水反應(yīng)）放入燒杯中，并加入稀鹽酸217.6g，恰好反應(yīng)完全．燒杯連同藥品的質(zhì)量（m）起始時為300g．實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

l反應(yīng)的時間（分）	2	4	6	8	10	12	14	16
l　　m（g）	294.5	290.0	286.0	284.0	283.0	282.4	M	282.4

（1）依據(jù)實驗數(shù)據(jù)記錄作出反應(yīng)時間與生成CO₂質(zhì)量關(guān)系的圖象：

（2）從圖象上可以得出三分鐘產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量為______g，M的值是______ g；
（3）計算該石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

解：（1）由于反應(yīng)后物質(zhì)的減輕值為二氧化碳的質(zhì)量，所以可得到不同時間的生成二氧化碳的質(zhì)量，其對應(yīng)關(guān)系如表所示：

反應(yīng)的時間（分）	2	4	6	8	10	12	14	16
CO2（g）	5.5	10	14	16	17	17.6	17.6	17.6

利用描點法可得圖象如圖：
（2）從圖象可知3分鐘時生成的二氧化碳質(zhì)量約為7.5g，12min和16min時的數(shù)據(jù)相同，說明12min時反應(yīng)已完成，那么14 min時的數(shù)據(jù)應(yīng)該和12min、16min時的一樣，故表中M的值應(yīng)該是282.4．
（3）最終反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量為：300.0g-282.4=17.6g
設(shè)石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
x 17.6g

解之得：x=40g
∴石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=80%
故答案為：（1）如圖：
（2）7.5；282.4；
（3）該石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%；
分析：（1）依據(jù)質(zhì)量守恒定律的應(yīng)用對反應(yīng)后質(zhì)量的減少值進(jìn)行分別進(jìn)行計算，求出不同時間中二氧化碳的數(shù)值，而后利用描點法繪制圖象即可；
（2）由圖象的情況可判斷3分鐘生成的二氧化碳質(zhì)量，12min和16min時的數(shù)據(jù)相同，說明12min時反應(yīng)已完成，那么14 min時的數(shù)據(jù)應(yīng)該和12min、16min時的一樣．
（3）根據(jù)化學(xué)方程式，可以求出各物質(zhì)之間的質(zhì)量比，進(jìn)而求出碳酸鈣的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式，可求出石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
點評：解答本題的關(guān)鍵是根據(jù)質(zhì)量守恒定律，準(zhǔn)確判斷出二氧化碳和反應(yīng)后生成的溶液的質(zhì)量．