Question

11．采用適當(dāng)?shù)脑噭�，從石灰石（雜質(zhì)均不參加反應(yīng)，且不溶于水）中獲得高純度的CaCO₃的流程如圖1：

（1）寫出石灰石煅燒的化學(xué)方程式CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
（2）操作①的名稱是過濾；試劑②的化學(xué)式為CO₂，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（3）上述流程中有的物質(zhì)可以循環(huán)利用，其化學(xué)式是CO₂ 和H₂O．
（4）某學(xué)校的同學(xué)們想測(cè)定該樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，他們選取了一塊石灰石樣品（假設(shè)雜質(zhì)既不溶于水，也不與其他物質(zhì)反應(yīng)），將其敲打粉碎后，稱出6g放入燒杯內(nèi)（燒杯質(zhì)量為20g），然后加入50g足量的稀鹽酸，用玻璃棒攪拌至不再產(chǎn)生氣泡為止．反應(yīng)所需時(shí)間（t）和燒杯及其所盛物質(zhì)總質(zhì)量（m）的關(guān)系如下圖所示．請(qǐng)完成下列問題：
①實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，理論上共放出二氧化碳的質(zhì)量為2.2g．
②計(jì)算該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）石灰石經(jīng)高溫煅燒可制得氧化鈣固體和二氧化碳?xì)怏w，
（2）氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，雜質(zhì)不溶于水，固液分離用過濾法．
（3）石灰石在分解反應(yīng)中生成氧化鈣和二氧化碳，二氧化碳在路線1中又可作為試劑使用，屬于循環(huán)使用；
（4）根據(jù)反應(yīng)時(shí)間曲線可查出碳酸鈣完全反應(yīng)后放出氣體二氧化碳的質(zhì)量，利用生成二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算出所取樣品中碳酸鈣質(zhì)量，碳酸鈣質(zhì)量與樣品質(zhì)量比即樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）石灰石高溫煅燒生成氧化鈣和二氧化碳，化學(xué)方程式為：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，
（2）氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，雜質(zhì)不溶于水，用過濾方法可除去雜質(zhì)，氫氧化鈣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水，化學(xué)方程式為 Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（3）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃+H₂O，在這一反應(yīng)中，加入的試劑②為CO₂，正是石灰石煅燒過程中產(chǎn)生的CO₂氣體，是循環(huán)利用的物質(zhì)．生成的水可加入①中，故可循環(huán)利用的物質(zhì)是CO₂ 和H₂O；
（4）①根據(jù)燒杯內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量的減少求出二氧化碳的質(zhì)量：76g-73.8g=2.2g，
②設(shè)6g樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                   2.2g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$
x=5g
則該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{5g}{6g}$×100%=83.3%
答：該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為83.3%
故答案為：（1）CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）過濾；CO₂；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；（3）CO₂ 和H₂O；（4）2.2；83.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生對(duì)分解反應(yīng)類型的掌握，了解分解反應(yīng)的特點(diǎn)，能正確書寫方程式．同時(shí)體現(xiàn)了“綠色化學(xué)”的理念，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和節(jié)約意識(shí)．