Question

8．鈣及其化合物在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的應(yīng)用
（一）鈣的廣泛用途
（1）高鈣奶中含鈣，這里的鈣是指b．（選填序號(hào)，下同）
a．單質(zhì) b．元素 c．原子
（2人體中鈣元素主要存在于骨骼和牙齒中，以羥基磷酸鈣[Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂]形式存在，其中磷元素化合價(jià)為+5．
（3）混凝土中也含有一定量的含鈣物質(zhì)，鋼筋與混凝土混合形成鋼筋混凝土，以上敘述中不涉及的材料是b．
 a．無機(jī)材料   b．合成材料  c．復(fù)合材料
（二）輕質(zhì)CaCO₃的制備
某實(shí)驗(yàn)小組利用石灰石殘?jiān)�（雜質(zhì)不溶于水也不溶于酸）制備輕質(zhì)CaCO₃，同時(shí)得到K₂SO₄，流程如圖1：

（1）反應(yīng)Ⅱ中先通NH₃，再通CO₂的目的是提高二氧化碳的吸收效率，化學(xué)方程式為CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄
（2）反應(yīng)Ⅲ中相關(guān)物質(zhì)的溶解度如下表．你認(rèn)為反應(yīng)Ⅲ在常溫下能實(shí)現(xiàn)的原因是常溫下，硫酸鉀的溶解度較�。�

物質(zhì)	KCl	K2SO4	NH4Cl	M
溶解度/g（25℃）	34.0	11.1	37.2	19.5

（3）判斷CaCO₃固體已洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌所得的濾液，加入BaCl₂溶液，無明顯現(xiàn)象；K₂SO₄晶體洗滌時(shí)，不可選用下列A洗滌劑（填字母編號(hào)）．
A．熱水       B．冰水       C．飽和K₂SO₄溶液
（三）CaSO₄•xH₂O成分測定

名稱	濃硫酸	堿石灰
實(shí)驗(yàn)前	100.00	100.00
實(shí)驗(yàn)后	103.60	102.20

上述流程中分離所得的CaSO₄•xH₂O中含有一定量的CaCO₃．實(shí)驗(yàn)小組為了測定CaSO₄•xH₂O中x的值及含量，取22.20g樣品加熱至900℃，將得到的氣體先通過濃硫酸，再通入堿石灰，測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：
【資料】已知CaSO₄•xH₂O在160℃生成CaSO₄，CaCO₃在900℃時(shí)分解完全．
（1）CaSO₄•xH₂O的質(zhì)量為17.20g
（2）x的值2．
（四）CaSO₄•xH₂O的性質(zhì)探究
CaSO₄•xH₂O受熱會(huì)逐步失去結(jié)晶水，1350℃時(shí) CaSO₄開始分解；取純凈CaSO₄•xH₂O固體3.44g，加熱，測定固體質(zhì)量隨溫度的變化情況如圖2所示．
（1）0～T₁固體質(zhì)量沒有發(fā)生變化的原因可能是未達(dá)到反應(yīng)所需的溫度
（2）G點(diǎn)固體的化學(xué)式是CaSO₄•H₂O．
（3）將T₂～1400℃溫度段加熱固體所產(chǎn)生的氣體通入酸性KMnO₄溶液中，溶液褪色，反應(yīng)后的固體為氧化物，則
①則H～I(xiàn)段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CaSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑；
②m=11.2．

Answer 1

分析 （一）（1）高鈣奶中含鈣，這里的鈣是指鈣元素；
（2）化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為零；
（3）材料包括金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)合成材料、復(fù)合材料等；
（二）（1）反應(yīng)Ⅱ中先通NH₃，能使溶液顯堿性，有利于吸收二氧化碳；
硫酸鈣、二氧化碳、氨氣、水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和硫酸銨；
（2）根據(jù)表中提供的信息可以判斷相關(guān)方面的問題；
（3）氯化鋇能和硫酸銨反應(yīng)生成白色沉淀硫酸鋇和氯化銨；
硫酸鉀的溶解度隨著溫度升高而增大；
（三）濃硫酸能夠吸收水，堿石灰能夠吸收水和二氧化碳；
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式及其提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算和判斷；
（四）（1）0～T₁固體質(zhì)量沒有發(fā)生變化的原因可能是未達(dá)到反應(yīng)所需的溫度；
（2）根據(jù)圖中提供的信息，提供計(jì)算可以判斷物質(zhì)的化學(xué)式；
（3）二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色；
根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（一）（1）高鈣奶中含鈣，這里的鈣是指元素．
故選：b．
（2設(shè)羥基磷酸鈣中磷元素化合價(jià)為x，
根據(jù)題意有：（+2）×10+【x+（-2）×4】×6+【（-2）+（+1）】×2=0，
x=+5，
故填：+5．
（3）鋼筋屬于金屬材料，混凝土屬于無機(jī)材料，鋼筋混凝土屬于復(fù)合材料，以上敘述中不涉及的材料是合成材料．
故選：b．
（二）（1）反應(yīng)Ⅱ中先通NH₃，能使溶液顯堿性，有利于吸收二氧化碳，目的是提高二氧化碳的吸收效率；
硫酸鈣、二氧化碳、氨氣、水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和硫酸銨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄．
故填：提高二氧化碳的吸收效率；CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄．
（2）反應(yīng)Ⅲ中相關(guān)物質(zhì)的溶解度如下表．你認(rèn)為反應(yīng)Ⅲ在常溫下能實(shí)現(xiàn)的原因是：常溫下，硫酸鉀的溶解度較�。�
故填：常溫下，硫酸鉀的溶解度較�。�
（3）判斷CaCO₃固體已洗滌干凈的方法是：取最后一次洗滌所得的濾液，加入BaCl₂溶液，無明顯現(xiàn)象；
K₂SO₄晶體洗滌時(shí)，不可選用熱水，這是因?yàn)榱蛩徕浽跓崴�中溶解度較大，在冰水中溶解度較小，在飽和硫酸鉀溶液中不能溶解．
故填：取最后一次洗滌所得的濾液，加入BaCl₂溶液，無明顯現(xiàn)象；A．
（三）（1）設(shè)碳酸鈣質(zhì)量為x，
與表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)生成二氧化碳質(zhì)量為：102.20g-100.00g=2.20g，
CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，
100                        44
x                         2.20g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{2.20g}$，
x=5.00g，
CaSO₄•xH₂O的質(zhì)量為：22.20g-5.00g=17.20g，
故填：17.20g．
（2）反應(yīng)生成水的質(zhì)量為：103.60g-100.00g=3.60g，
則CaSO₄•xH₂O中CaSO₄的質(zhì)量為：17.20g-3.60g=13.60g，
根據(jù)題意有：136：18x=13.60g：3.60g，
x=2．
故填：2．
（四）（1）0～T₁固體質(zhì)量沒有發(fā)生變化的原因可能是未達(dá)到反應(yīng)所需的溫度．
故填：未達(dá)到反應(yīng)所需的溫度．
（2）設(shè)G點(diǎn)固體的化學(xué)式是CaSO₄•xH₂O，
CaSO₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaSO₄•xH₂O+（2-x）H₂O，
172                      136+18x
3.44g                     3.08g
$\frac{172}{3.44g}$=$\frac{136+18x}{3.08g}$，
x=1，
因此G點(diǎn)固體的化學(xué)式是CaSO₄•H₂O，
故填：CaSO₄•H₂O．
（3）①T₂～1400℃溫度段，隨著溫度不斷升高，當(dāng)達(dá)到1350℃時(shí)，失去結(jié)晶水的CaSO₄開始分解，所產(chǎn)生的氣體通入酸性KMnO₄溶液中，溶液褪色，說明反應(yīng)生成了二氧化硫，反應(yīng)后的固體為氧化物，應(yīng)該是氧化鈣，同時(shí)反應(yīng)生成氧氣，則H～I(xiàn)段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CaSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑．
故填：2CaSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑．
②m是硫酸鈣完全反應(yīng)生成的氧化鈣的質(zhì)量，
2CaSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑，
272                 112
2.72g               m
$\frac{272}{2.72g}$=$\frac{112}{m}$，
m=11.2，
故填：11.2．

點(diǎn)評 本題主要考查物質(zhì)的性質(zhì)，解答時(shí)要根據(jù)各種物質(zhì)的性質(zhì)，結(jié)合各方面條件進(jìn)行分析、判斷，從而得出正確的結(jié)論．