Question

11．采用适当的试剂，从石灰石（杂质均不参加反应，且不溶于水）中获得高纯度的CaCO₃的流程如图1：

（1）写出石灰石煅烧的化学方程式CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
（2）操作①的名称是过滤；试剂②的化学式为CO₂，其反应的化学方程式为Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（3）上述流程中有的物质可以循环利用，其化学式是CO₂ 和H₂O．
（4）某学校的同学们想测定该样品中碳酸钙的质量分数，他们选取了一块石灰石样品（假设杂质既不溶于水，也不与其他物质反应），将其敲打粉碎后，称出6g放入烧杯内（烧杯质量为20g），然后加入50g足量的稀盐酸，用玻璃棒搅拌至不再产生气泡为止．反应所需时间（t）和烧杯及其所盛物质总质量（m）的关系如下图所示．请完成下列问题：
①实验结束时，理论上共放出二氧化碳的质量为2.2g．
②计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数．

Answer 1

分析 （1）石灰石经高温煅烧可制得氧化钙固体和二氧化碳气体，
（2）氧化钙与水反应生成氢氧化钙，杂质不溶于水，固液分离用过滤法．
（3）石灰石在分解反应中生成氧化钙和二氧化碳，二氧化碳在路线1中又可作为试剂使用，属于循环使用；
（4）根据反应时间曲线可查出碳酸钙完全反应后放出气体二氧化碳的质量，利用生成二氧化碳的质量计算出所取样品中碳酸钙质量，碳酸钙质量与样品质量比即样品中碳酸钙的质量分数．

解答 解：（1）石灰石高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为：CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，
（2）氧化钙与水反应生成氢氧化钙，杂质不溶于水，用过滤方法可除去杂质，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，化学方程式为 Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（3）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃+H₂O，在这一反应中，加入的试剂②为CO₂，正是石灰石煅烧过程中产生的CO₂气体，是循环利用的物质．生成的水可加入①中，故可循环利用的物质是CO₂ 和H₂O；
（4）①根据烧杯内物质的质量的减少求出二氧化碳的质量：76g-73.8g=2.2g，
②设6g样品中碳酸钙的质量为x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                   2.2g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$
x=5g
则该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为：$\frac{5g}{6g}$×100%=83.3%
答：该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为83.3%
故答案为：（1）CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）过滤；CO₂；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；（3）CO₂ 和H₂O；（4）2.2；83.3%．

点评 本题主要考查学生对分解反应类型的掌握，了解分解反应的特点，能正确书写方程式．同时体现了“绿色化学”的理念，培养学生的环保意识和节约意识．