Question

石灰厂为了测定一批石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取用20g石灰石样品，把100g稀盐酸分5次加入样品中（样品中除碳酸钙外，其余的成分既不与酸反应，也不溶于水），充分反应后经过滤、干燥等操作，最后称量，得到的实验数据如下表：

稀盐酸的用量	第一次加入20g	第二次加入20g	第三次加入20g	第四次加入20g	第五次加入20g
剩余固体的质量	15g	10g	5g	4g	m

（1）其中m的值为______．
（2）该石灰石样品中碳酸钙的质量分数______；
（3）计算该稀盐酸的溶质质量分数（结果精确到0.1%）．

Answer

（1）比较第一、二、三次的数据可知：20g盐酸完全反应可以消耗碳酸钙15g-10g=5g；第四次中仅减少了5g-4g=1g，没有减少到5g，说明此时碳酸钙已完全反应，样品中含有4g杂质，即m的数值为4g．
（2）由样品质量和杂质质量就可以计算出样品中碳酸钙的质量分数．
（3）根据反应的化学方程式，由参加反应的碳酸钙的质量计算盐酸完全反应时消耗的HCl的质量，利用 ×100%计算该稀盐酸的质量分数；根据实验数据，前三次所加入的稀盐酸都完全发生了反应，在计算稀盐酸的溶质质量分数时可使用前三次的实验数据．
【解析】
（1）比较第一、二、三次的数据可知：20g盐酸完全反应可以消耗碳酸钙15g-10g=5g；第四次中仅减少了5g-4g=1g，没有减少到5g，说明此时碳酸钙已完全反应，样品中含有4g杂质，即m的数值为4g．
（2）样品中碳酸钙的质量分数为=80%
（3）【解析】
根据分析可知，每5g碳酸钙对应20g的盐酸溶液，所以计算时可以是5g碳酸钙对应20g盐酸（第一次的情况），也可以是10g碳酸钙对应40g盐酸的情况（第二次的情况），当然也可以是15g碳酸钙对应60g盐酸的情况（第三次的情况）．本题计算我以第二次计算为准．
设与10克碳酸钙反应的HCl的质量为x 
CaCO3+2 HCl═CaCl2+H2O+CO2↑  
100      73
10g      x      

X=7.3g 
所以稀盐酸中溶质的质量分数为：×100%=18.25%．
故答案为：（1）4g；（2）80%；
（3）18.25%．
答：（2）样品中碳酸钙的质量分数为80% （3）稀盐酸中溶质的质量分数为18.25%．