Question

16．廣西有大量的石灰石，為了測(cè)定某地石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（假設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng)，且不溶于水），某興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行了如下探究：
方案I：①稱取石灰石樣品10g②高溫煅燒至質(zhì)量不再改變，然后把剩余固體放在密閉干燥的容器中冷卻至室溫，稱得剩余固體質(zhì)量為6.04g．
方案Ⅱ：①稱取石灰石樣品10g  ②加入足量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀鹽酸100g，使碳酸鈣完全溶解  ③過(guò)濾后在濾液中加入過(guò)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的碳酸鈉溶液150g④將步驟③中的沉淀過(guò)濾、洗滌、干燥，稱得沉淀質(zhì)量為9g．
方案Ⅲ：①稱取石灰石樣品lOg  ②加入足量的稀鹽酸，使碳酸鈣全部溶解  ③用導(dǎo)管將生成的氣體通入澄清石灰水（過(guò)量）  ④將步驟③中生成的沉淀過(guò)濾、洗滌、干燥，稱得沉淀質(zhì)量為8.8g．
根據(jù)上述回答問(wèn)題：
（1）在方案I中冷卻剩余固體為什么要在密閉干燥的容器中進(jìn)行？
（2）某同學(xué)根據(jù)方案I計(jì)算碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)程如下：設(shè)石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量為X，則
CaCO₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$  CaO+CO₂↑
100                         56
x                            6.04g
$\frac{100}{x}$=$\frac{56}{6.04g}$  x=l0.78g CaCO₃%=$\frac{10.7g}{10}$×100%=107.8%
以上解法得出碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)100%，造成計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤的原因是剩余固體質(zhì)量6.04g包括了雜質(zhì)的質(zhì)量，正確的計(jì)算結(jié)果是90%．
（3）方案Ⅱ中求碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，下列數(shù)據(jù)不需要的是AC（填序號(hào)）．
A．10%、100g    B．10g．    C．15%、150g D．9g
（4）通過(guò)對(duì)三個(gè)方案中的碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算可知，方案Ⅲ計(jì)算得出的碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)要比方案工和方案Ⅱ低，你認(rèn)為其中可能的原因是下面的AB（填序號(hào)）．
A．生成的二氧化碳有部分溶于水    B．導(dǎo)管中仍有部分二氧化碳未排出．
C．生成的沉淀不應(yīng)該洗滌和干燥    D．稀鹽酸不應(yīng)加足量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)石灰水高溫煅燒后生成物的性質(zhì)解答；
（2）根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量，可求參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量，從而可求石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（3）根據(jù)求碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)所需數(shù)據(jù)來(lái)解答；
（4）方案Ⅲ是根據(jù)生成碳酸鈣質(zhì)量來(lái)計(jì)算石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其中生成二氧化碳質(zhì)量是關(guān)鍵．

解答 解：（1）石灰石高溫煅燒后生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣能吸收空氣中的水分，冷卻時(shí)要在密閉干燥容器中進(jìn)行；
（2）因?yàn)槭Ｓ喙腆w質(zhì)量6.04g包含了雜質(zhì)質(zhì)量，所以得出碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)100%；
生成二氧化碳質(zhì)量=10g-6.04g=3.96g，
設(shè)生成3.96g二氧化碳，需碳酸鈣質(zhì)量為x
CaCO₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
100                         44
x                            3.96g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{3.96g}$ 
x=9g
CaCO₃%=$\frac{9g}{10g}$×100%=90%
（3）方案Ⅱ是：碳酸鈣與過(guò)量稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣，氯化鈣和過(guò)量碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，生成碳酸鈣的質(zhì)量等于石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量，其中只需知道稀鹽酸與碳酸鈉過(guò)量即可，不需知道具體數(shù)據(jù)，故選AC；
（4）方案Ⅲ是：根據(jù)生成的二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)，生成碳酸鈣質(zhì)量來(lái)計(jì)算石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而二氧化碳溶于水且導(dǎo)管中仍有部分二氧化碳未導(dǎo)出，計(jì)算得出的碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)要比方案工和方案Ⅱ低，故選AB；
故答案為：
（1）剩余固體中的氧化鈣能吸收空氣中的水分；
（2）剩余固體質(zhì)量6.04g包括了雜質(zhì)的質(zhì)量；90%；
（3）AC；
（4）AB．

點(diǎn)評(píng) 本題是運(yùn)用化學(xué)中的基本思想質(zhì)量守恒思想，通過(guò)歸納碳酸鈣在不同變化過(guò)程中相同點(diǎn)和不同點(diǎn)有效地尋找出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系以及融合點(diǎn)和嫁接點(diǎn)，從而培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力．