有一种石灰石样品成分为CaCO3和SiO2,将100g稀盐酸分5次加入到48g石灰石样品中（已知SiO2不和稀盐酸反应）得到如下数据和图像.次数第1次第2次第3次加入盐酸的质量202020剩余固体的质量30a

Question

有一种石灰石样品成分为CaCO3和SiO2,将100g稀盐酸分5次加入到48g石灰石样品中（已知SiO2不和稀盐酸反应）得到如下数据和图像.
次数 第1次 第2次 第3次
加入盐酸的质量 20 20 20
剩余固体的质量 30 a 20
请计算：
（1） 第2次加入盐酸后,a为多少克?
（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） 10%的CaCl2溶液可作路面保温剂.欲将第5次实验后的溶液配成10%的CaCl2溶液,可先向此溶液中加入足量的石灰石粉末,完全反应后过滤,这时还需要向滤液中加水多少克?

Answer 1

(1)第一次加盐酸20g,样品质量从48g降低到30g,说明参加反应的有18gCaCO3.所以加入第二次如果也是反应18g的话剩余12g,但是第三次加盐酸时还有20g固体,说明这20g固体是没有参与反应的,也就是SiO2.所以第二次不能少于20g.所以a=20g
（2）石灰石样品中CaCO3的质量就为48g-20g=28g,碳酸钙的分子量是100g/mol,二氧化硅的分子量是60g/mol.其中钙元素的质量是28*（40/100）=11.2g,碳元素的质量是12*（12/100）=1.44g,氧元素在两种物质中都存在.所以要算在一起.16*（48/100）+16*（32/60）=12.8g.所以钙元素、碳元素和氧元素的质量比为11.2g：1.44g：12.8g=70：9：80
（3）发生的化学反应是：
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O
参加反应得碳酸钙的质量未知,但是盐酸是反应完全了,是100g.所以最后溶液的质量是原反应物的质量减去生成的二氧化碳的质量.设参加反应的碳酸钙的质量是Xg,则有100/X=73/100,解得X=10000/73g
生成的二氧化碳设为Yg,则44/Y=73/100,解得Y=4400/73g
所以最后溶液的质量是：100+5600/73g,其中氯化钙的质量是11100/73g.则要配成10%的CaCl2溶液需要溶液的质量是11100/73g除以10%,再减去过滤溶液的质量即可得到加水的质量.（结果你可以自己再算算.这样写着不方便）