Question

11．采用適當的試劑，從石灰石（雜質均不參加反應，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的化學式為CO₂，其反應的化學方程式為Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（3）上述流程中有的物質可以循環(huán)利用，其化學式是CO₂ 和H₂O．
（4）某學校的同學們想測定該樣品中碳酸鈣的質量分數，他們選取了一塊石灰石樣品（假設雜質既不溶于水，也不與其他物質反應），將其敲打粉碎后，稱出6g放入燒杯內（燒杯質量為20g），然后加入50g足量的稀鹽酸，用玻璃棒攪拌至不再產生氣泡為止．反應所需時間（t）和燒杯及其所盛物質總質量（m）的關系如下圖所示．請完成下列問題：
①實驗結束時，理論上共放出二氧化碳的質量為2.2g．
②計算該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數．

Answer 1

分析 （1）石灰石經高溫煅燒可制得氧化鈣固體和二氧化碳氣體，
（2）氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，雜質不溶于水，固液分離用過濾法．
（3）石灰石在分解反應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）根據反應時間曲線可查出碳酸鈣完全反應后放出氣體二氧化碳的質量，利用生成二氧化碳的質量計算出所取樣品中碳酸鈣質量，碳酸鈣質量與樣品質量比即樣品中碳酸鈣的質量分數．

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

點評 本題主要考查學生對分解反應類型的掌握，了解分解反應的特點，能正確書寫方程式．同時體現了“綠色化學”的理念，培養(yǎng)學生的環(huán)保意識和節(jié)約意識．