某校化学研究性学习小组了解到,某石材厂新购进一批石灰石原料,其所含的杂质既不溶于水,也不溶于盐酸,高温时也不发生反应,该小组取用4g样品,测定该石灰石的纯度,用未知溶质质量分数的稀盐酸40g分4次加入.每次充分反应后,经过滤、干燥等操作后称量固体物质的质量.每次稀盐酸的用量及剩余固体的质量见下表(假设过滤、干燥等操作过程,固体物质质量不受损耗):
稀盐酸的用量 | 剩余固体的质量 |
第一次加入10g | 3.0g |
第二次加入10g | 2.0g |
第三次加入10g | 1.0g |
第四次加入10g | 0.4g |
(2)所用的稀盐酸中溶质的质量分数是多少?
(3)如果煅烧上述石灰石原料生产出含杂质的生石灰质量为100t,问需要上述石灰石原料质量为多少吨?(计算结果精确到0.1)
(1)石灰石样品中CaCO3的质量分数为:
×100%=90%4g-0.4g 4g
(2)设第一次实验中,所加入的10g盐酸中溶质的质量为X
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 73
1g X
=100 1g 73 X
x=0.73g
稀盐酸中溶质的质量分数=
×100%=7.3%0.73g 10g
(3)设反应的石灰石的质量为y,根据石灰石的纯度,所含杂质的质量为10%y.
CaCO3
CaO+CO2↑ 高温 .
100 56
90%y 100t-10%y
=100 90%y 56 100t-10%y
y=165.6t
答:石灰石样品中碳酸钙的质量分数为90%,稀盐酸中溶质的质量分数为7.3%,煅烧上述石灰石原料生产出含杂质的生石灰质量为100t,问需要上述石灰石原料质量为165.6t.