Question

石灰石是本地的重要礦產(chǎn)資源．培豐某水泥廠的化驗員為測定剛購進的一批石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，用質(zhì)量分析法測定某石灰石樣品的純度，其反應原理（雜質(zhì)不與鹽酸反應）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．實驗時，先將盛有足量稀鹽酸的錐形瓶（兩者質(zhì)量之和為300.0g）放置于電子天平上，再將25.0g的石灰石加入錐形瓶中，立即發(fā)生反應．每隔3分種讀得電子天平的數(shù)據(jù)如下：

反應的時間（min）	3	6	9	12	15
電子天平讀數(shù)（g）	320.6	317.3	315.1	M	315.1

（1）實驗中，錐形瓶口放一小團棉花，其主要作用是______；
（2）表格中M的值是______g；．
（3）依據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出反應時間與容器中物質(zhì)的質(zhì)量減少（△m）間的關系的圖象．
（4）計算該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

解：（1）錐形瓶口放一小團棉花，其主要作用是防止空氣中的物質(zhì)進入錐形瓶，影響實驗結(jié)果；故填：防止空氣中的物質(zhì)進入錐形瓶；
（2）由圖象的情況可判9min和15min時的數(shù)據(jù)相同，說明9min時反應已完成，那么12min時的數(shù)據(jù)應該和9min、15min時的一樣，故表中M的值應該是315.1；故填：315.1；
（3）由于反應后物質(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，其對應關系如表所示：

反應的時間（min）	3	6	9	12	15
二氧化碳的質(zhì)量（g）	4.4	7.7	9.9	9.9	9.9

利用描點法可得圖象如圖：；故填：；
（3）最終反應生成二氧化碳的質(zhì)量為：325g-315.1=9.9g
設石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
x 9.9g

x=22.5g
石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為：×100%=90%
答：（4）該石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為90%．
分析：（1）根據(jù)錐形瓶口放一小團棉花，其主要作用是防止空氣中的物質(zhì)進入錐形瓶進行解答；
（2）根據(jù)由圖象的情況可判9min和15min時的數(shù)據(jù)相同，說明9min時反應已完成，那么12min時的數(shù)據(jù)應該和9min、15min時的一樣進行解答；
（3）依據(jù)質(zhì)量守恒定律的應用對反應后質(zhì)量的減少值進行分別進行計算，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；
（4）根據(jù)化學方程式，可以求出各物質(zhì)之間的質(zhì)量比，進而求出碳酸鈣的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分數(shù)公式，可求出石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．
點評：解答本題的關鍵是根據(jù)質(zhì)量守恒定律，準確判斷出二氧化碳和反應后生成的溶液的質(zhì)量．