Question

为测定某大理石样品中碳酸钙（杂质不溶于水也不参与反应）的质量分数，某小组的同学进行了如下实验（水和氯化氢的挥发忽略不计）：取12.5g样品研碎放入烧杯中，每次加入20.8g稀盐酸后并用电子天平称量，记录实验数据如下．

加入稀盐酸次数	1	2	3	4	5
烧杯及所称物质总质量/g	72.2	91.9	111.6	131.3	152.1

请计算：
（1）大理石样品中碳酸钙的质量分数．
（2）恰好完全反应时烧杯内溶液的溶质质量分数．

Answer

（1）根据质量守恒定律可知，第二次放出二氧化碳的质量=20.8g-（91.9g-72.2g）=1.1g，同理可求得第三次、第四次盐酸都完全反应生成二氧化碳的质量都为1.1g；第五次放出二氧化碳的质量=20.8g-（152.1g-131.3g）=0g
故可求得12.5g大理石样品完全反应产生的二氧化碳的质量为1.1g×4=4.4g；根据反应产生的二氧化碳的质量是4.4g，写出化学方程式并计算出碳酸钙的质量，然后计算出样品中碳酸钙的质量分数．
（2）由表中实验数据分析可知第四次加入盐酸与碳酸钙恰好完全反应，烧杯内溶液为氯化钙溶液，然后分析化学方程式并计算出氯化钙的质量，最后计算出溶质的质量分数．
【解】由表中实验数据分析可知，生成二氧化碳的质量为4.4 g．
设：大理石中碳酸钙的质量为x，恰好反应时生成氯化钙的质量为y．
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100         111      44
x           y       4.4g

x=10 g              y=11.1g
样品中碳酸钙的质量分数=
氯化钙溶液的溶质质量分数=
答：（1）大理石样品中碳酸钙的质量分数为80%．
（2）恰好完全反应时烧杯内溶液的溶质质量分数为12.5%．