Question

有一种石灰石样品的成分是CaCO₃和SiO₂．课外小组同学将100g盐酸分5次加入到35g石灰石样品中（已知SiO₂不与盐酸反应，也不溶于水），得到如下部分数据和图象．

次数	第1次	第2次	第3次
加入盐酸的质量/g	20	20	20
剩余固体的质量/g	30	a	20

请计算：
（1）第2次加入盐酸后，a为______g．
（2）石灰石样品中钙元素、碳元素和氧元素的质量比为多少？（结果用最简整数比表示）
（3）求实验后的溶液中CaCl₂的质量分数？

Answer

（1）由图表分析，三次参加反应的物质质量相等，由此计算出第二次参加反应的物质质量，再由剩余固体的质量=总质量-参加反应的物质质量可计算出a的值；
（2）根据题意和图表分析，可得到样品中CaCO3的质量，再根据CaCO3中钙元素、碳元素和氧元素的质量计算出它们各占的比值；
（3）由化学方程式可得到各物质的质量比，列出比例式计算出所需数据，再根据溶质质量分数计算即可．
【解析】
（1）由图象可知，第四次加入盐酸后，才得到完全反应，故在反应过程中，第一次充分反应后剩余固体的质量为30g，说明只有35g-30g=5g样品参与了反应，第三次充分反应后剩余固体的质量为20g，说明共有35g-20g=15g样品参与了反应，故第二次充分反应时，也只有5g样品参与了反应，故第2次加入盐酸后，a为35g-5g×2=25g；

（2）根据图象分析，第4次加入盐酸后，样品中CaCO3完全反应．
样品中钙元素、碳元素和氧元素的质量比：
20g×=10：3：22
答：石灰石样品中钙元素、碳元素和氧元素的质量比为10：3：22．

（3）由题可知，样品中CaCO3质量为20g
设反应后溶液中CaCl2的质量为x，生成CO2的质量为y
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100        111      44
20g        x         y
==
解之得x=22.2g，y=8.8g
反应后溶液中CaCl2的质量分数为×100%=×100%≈20%
答：实验后的溶液中CaCl2的质量分数为20%．