Question

某学生对久置于空气中已部分变质的氧化钙取样分析：取样品16.9g，加入溶质质量分数为20%的盐酸溶液109.5g，将生成的气体全部通过足量的Ba（OH）₂溶液中，得到3.94g沉淀；在所得的澄清溶液中加入过量的Na₂CO₃溶液，产生672mLCO₂（密度1.965g？L），并生成沉淀Wg．计算样品中CaO的质量分数及W的值．

Answer 1

解：（1）设样品中CaCO₃质量为x，与CaCO₃反应的盐酸为y
由方程式①CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑ ②CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O
可知有关系式：BaCO₃ ～CaCO₃ ～2HCl
197 100 73
3.94g x y

x=2g y=1.46g
所以样品中CaO和Ca（OH）₂的质量之和为：16.9g-2g=14.9g
由题意可知盐酸和样品反应后有剩余，而且剩余盐酸和Na₂CO₃反应产生的CO₂质量为：0.672L×1.965g/L=1.32g
设剩余HCl的质量为z
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
73 44
z 1.32g
z=2.19g
因为总HCl的质量为：109.5g×20%=21.9g，所以可知与CaO和Ca（OH）₂反应的HCl为：21.9g-2.19g-1.46g=18.25g
设CaO质量为m，与CaO反应的HCl的质量为n；那么Ca（OH）₂的质量为14.9g-m，与Ca（OH）₂反应的HCl的质量为18.25g-n
CaO+2HCl═CaCl₂+H₂O Ca（OH）₂+2HCl═CaCl₂+H₂O
56 73 74 73
m n 14.9g-m 18.25g-n
① ②
由①②解得：m=11.2g
所以氧化钙的质量分数为：×100%=66.3%
（2）根据CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃和HCl反应生成CaCl₂的化学方程式，及反应CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl
可知有关系式：2HCl～CaCl₂～CaCO₃，
73 100
21.9g-2.19g W
W=27g
答：样品中氧化钙的质量分数为66.3%，W的值为27g．
分析：氧化钙变质的过程是氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙．通过题意可知样品中有氧化钙和碳酸钙，另外利用氧化钙和盐酸反应的方程式，把用总盐酸减去剩余盐酸再减去和碳酸钙反应的盐酸后，所得的盐酸质量代入求解可知，样品中除碳酸钙外的其他成分不都是氧化钙，所以样品中应该含有氢氧化钙．
点评：此题考查的是利用化学方程式的计算，此题容易出错的地方是求出碳酸钙质量后，把用总质量减去碳酸钙质量后的质量都当成氧化钙质量．此题综合性较强，步骤比较多，是一道较难的计算题．