某兴趣小组的同学为分析一种石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取20g样品放入烧杯，把60g稀盐酸分三次加入烧杯，使其充分反应（样品中所含杂质既不溶于水也不与稀盐酸反应），实验流程

Question

某兴趣小组的同学为分析一种石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取20g样品放入烧杯，把60g稀盐酸分三次加入烧杯，使其充分反应（样品中所含杂质既不溶于水也不与稀盐酸反应），实验流程及数据如下（所有实验数据都不包括烧杯的质量，且不考虑
H₂O和HCl的挥发；操作X包括搅拌、过滤、洗涤、干燥、称量）：
请回答：
（1）CaCO₃中Ca与C的质量比为______；
（2）实验时判断已充分反应的现象是______：其中a为______g；样品中碳酸钙的质量分数为______；
（3）第三次反应过滤后所得溶液的pH______7（填“＞”、“＜”或“=”）；为使该溶液显中性且得到尽可能多的CaCl₂，最后可向烧杯中加入过量的______（填序号）
A．CaO    B．CaCO₃    C．Ca（OH）₂   D．CaCl₂
（4）计算所用稀盐酸中溶质的质量分数（写出计算过程）

Answer 1

（1）依据碳酸钙的化学式为CaCO₃则可知Ca与C的质量比为40：12=10：3；
（2）碳酸钙与盐酸反应能生成二氧化碳，所以反应的现象为有气泡冒出，因此实验时判断已充分反应的现象是不再产生气泡，从第一次加入20g盐酸后固体变为15g，可知每20g盐酸能消耗5g碳酸钙，所以a值应该为15g-5g=10g，第三次加入20g盐酸后剩余固体是7.5g，不是10g-5g=5g，所以剩余的固体即为杂质，所以(20g−7.5g)/(20g)×100%=62.5%；
（3）由（2）的分析可知完全反应后最终盐酸有剩余，所以溶液呈酸性，pH小于7，碳酸钙能与盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，二氧化碳作为气体会散失到空气中，氯化钙是需保留的物质，碳酸钙不溶于水，过量时可通过过滤除去，所以CaCO₃最为合适，其它选项中A、C虽都能与盐酸反应但使用的量不好控制，量多则会导致溶液呈碱性，而D氯化钙不能与盐酸反应．
（4）设与10克碳酸钙反应的HCl的质量为x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73
5g     x
(100)/(73)＝(5g)/(x)
X=3.65g
所以稀盐酸中溶质的质量分数为：(3.65g)/(20g)×100%=18.25%．
故答案为：（1）10：3；（2）不再产生气泡；10；62.5%；（3）＜；B；（4）18.25%；