大家都知道，石灰石、大理石等物质中的主要成份是碳酸钙（CaCO3）和二氧化硅（SiO2）等物质。在化工生产中，是要本着提高产率的原则来采购和加工原材料的，因此需要知道原料的有关数据，比如石灰石中碳酸钙的质量分数（质量百分含量）。那么，怎么获得这些数据呢？在实验室中，大家一般碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳的原理（CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O）进行定量研究，不妨一起来品味一下如下几个研究方案。
方案一：取石灰石样品质量为m，与一定量的稀盐酸在烧杯中反应，反应前连同烧杯的总质量为m1，反应后的总质量为m2，则生成的CO2质量是m1—m2，根据CO2与CaCO3的质量关系可求出样品中碳酸钙的质量分数为。问题似乎解决了，其实隐患很多，比如无法确定是否充分反应，或许碳酸钙还没有完全反应（其中的SiO2等杂质不与盐酸反应）；或者眼酸严重过量，造成浪费。此案既不科学也不符合绿色化学研究理念。
方案二：将一定量的石灰石样品放入烧杯中，再将100g稀盐酸分4次加入烧杯中，每次均充分反应。实验数据记录如下：
经数据分析，第三次加入盐酸时，固体质量减少不到3g，所以此时碳酸钙已经彻底反应完毕。因为每次溶解3g固体，所以原固体质量为10g，最后剩余2g固体为杂质，所以碳酸钙质量为8g，故碳酸钙质量分数为80%。明眼人此时已看出，这个方案虽然采用了少量多次的研究思维，但是每次固体称量会涉及过滤、烘干等操作，属于理想化设计，基本上不具有可操作性。
方案三：取12.5g样品研碎放入烧杯中，每次加入20.8g稀盐酸后并用电子天平称量，记录实验数据如下：
这项方案去掉了繁琐的实验步骤，只称量总质量，简便易行。根据质量守恒定律分析第2次加酸反应前后质量差为72.2+20.8－91.9=1.1g，第5次反应前后差值为0，说明碳酸钙已经完全反应。把每次差值加和为4.4g，可求出碳酸钙的质量分数为80%。
少量多次实验研究思维既减少了实验步骤，缩小试验误差；又节约药品和准确判断反应进行程度，是化学研究的一种基本素养。
作者：李展
审核：李继良
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