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．
加入盐酸质量g 20 20 20
剩余固体质量g 30 a 20

请计算：（1）第2次加入盐酸后，a为（要有和解释过程）

（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？
要过程

Answer 1

解：（1）根据题中给的部分数据可知：第一次加入20克盐酸，剩余固体的质量为30克，说明固体物质溶解质量=35g-30g=5g，所以第二次再加入20克盐酸，溶解固体质量也应是5克，因此a=30g-5g=25g
（2）根据数据和图像可知：加入80克盐酸时，固体质量直线的斜率相同，说明加入第四次20克盐酸又溶解了5克碳酸钙，所以碳酸钙的质量=4*5g=20g，说明剩余固体为二氧化硅。二氧化硅的质量=35g-20g=15g
石灰石样品中钙元素的质量=20g*40/100*100%=8g
石石灰石样品中碳元素的质量=20g*12/100*100%=2.4g
灰石样品中氧元素的质量=20*48/100*100%+15g*32/60*100%=17.6g
石灰石样品中钙元素、碳元素和氧元素的质量比=8g:2.4g:17.6g=10:3:22
(3)设实验后的溶液中CaCl2的质量为X、生成二氧化碳的质量为Y
CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + H2O + CO2↑
100 111 44
20g X Y
100：111=20g：X
X=22.2g
100:44=20g:Y
Y=8.8g
实验后的溶液中CaCl2的质量分数=22.2g/(100g+20g-8.8g)*100%=19.96%

Answer 2

：（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×

40

100

：20g×

12

100

：(20g×

48

100

+15g×

32

60

)=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

100

20g

=

111

x

=

44

y

解之得x=22.2g，y=8.8g
反应后溶液中CaCl₂的质量分数为

x

100g+20g−y

×100%=

22.2g

120g−8.8g

×100%≈20%
答：实验后的溶液中CaCl₂的质量分数为20%．