Question

【題目】用作牙膏摩擦劑的輕質碳酸鈣可以用礦石來制備，某化學興趣小組設計了種轉化流程，如圖所示．

（生產流程）

（相關資料）

．二氧化碳持續通入氫氧化鈣溶液發生如下反應：

，；

．碳酸氫鈣微溶于水，微熱易分解：；

．生石灰與水充分反應后可得到顆粒非常細小的熟石灰漿．

（問題討論）

小王主張用流程①、②、④和操作的設計．請寫出反應①和④的化學方程式：

①________；④________；

操作包括攪拌和________、洗滌、烘干等工序；該流程中，通過反應④可回收副產品_____．

小李認為流程①、②、③和操作比小王的主張更好，理由是：________；

制輕質碳酸鈣時，為________（選填“懸濁液”或“溶液”），理由是：________．

小李認為得到的產品中可能含有雜質，所以操作包括攪拌、________和過濾、烘干等工序，以提高產率．

（產品含量測定）含量的測定：取產品，研成粉狀后，按圖進行實驗．

實驗步驟：

①連接好裝置，檢查氣密性；②打開彈簧夾，在處緩緩通入一段時間空氣；

③稱量的質量；④關閉彈簧夾，慢慢滴加稀硫酸至過量，直至中無氣泡冒出；

⑤打開彈簧夾，再次緩緩通一段時間空氣；⑥稱量的質量，得前后兩次質量差為．

問題探究

①產品研成粉的目的________；

②裝置的作用是________；裝置的作用是________，

③若沒有裝置，則測定的的質量分數會________（填“偏大”、“偏小”、“不變”）．

稱量的質量，得前后兩次質量差為，可求得產品中的質量分數為________．

（總結反思）

某同學設計上述實驗方案測定牙膏中鈣元素的質量分數：向一定量牙膏中加入過量稀鹽酸，測定生成的質量，據此計算牙膏中鈣元素的質量分數．小李同學認為即使排除實驗儀器和操作的影響，上述測定的結果仍不一定準確，理由是________．

Answer 1

【答案】CaCO3CaO+CO2↑Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH過濾NaOH二氧化碳得到充分利用，節約原料懸濁液澄清石灰水中氫氧化鈣濃度太小，生產效率很低微熱增大接觸面積，充分反應；除去空氣中的二氧化碳，防止空氣中的二氧化碳進入裝置；偏大，；二氧化碳能溶于水

【解析】

（1）碳酸鈣能分解生成氧化鈣，氧化鈣能與水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣能與二氧化碳或碳酸鈉反應生成碳酸鈣，生成的碳酸鈣不溶于水，可以通過過濾的方法從溶液中分離出來；（2）根據物質的循環利用分析；（3）根據氫氧化鈣的溶解性分析；（4）根據題中信息二氧化碳過量會生成碳酸氫鈣以及碳酸氫鈣微熱分解的性質分析；（6）根據流程圖及實驗原理，要測定碳酸鈣的質量分數，可測定生成的二氧化碳的質量，可利用F裝置吸收二氧化碳，在吸收之前需除去二氧化碳中的水分及空氣中的二氧化碳，因此要利用除去二氧化碳的空氣將生成的二氧化碳全部排到F裝置中，根據二氧化碳的溶解性解答。

（1）①碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳，反應的化學方程式為CaCO3CaO+CO2↑；④氫氧化鈣能與碳酸鈉發生復分解反應生成碳酸鈣和氫氧化鈉，生成的碳酸鈣不溶于水，反應的化學方程式為Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH；操作Ⅱ攪拌和過濾、洗滌、烘干等工序；該流程中，通過反應④可回收副產品NaOH；（2）流程①、②、③的③是將碳酸鈣分解生成的二氧化碳加以利用，節約了原料；（3）制輕質碳酸鈣時，D為懸濁液，理由是：澄清石灰水中氫氧化鈣濃度太小，生產效率很低；（4）由題中信息二氧化碳持續通入氫氧化鈣溶液發生如下反應：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O，CaCO3+H2O+CO2=Ca（HCO3）2；碳酸氫鈣微溶于水，微熱易分解：Ca（HCO3）2═CaCO3↓+H2O+CO2↑可知將碳酸氫鈣轉化成碳酸鈣可以采用微熱的方法；（6）①增大接觸面積，充分反應，可將產品研成粉末；②根據流程圖裝置分析，要通過測定生成的二氧化碳的質量計算碳酸鈣的含量，則需將生成的二氧化碳用除去二氧化碳的空氣全部排出，因此B裝置的作用是除去空氣中的二氧化碳； G裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳進入F裝置；③若沒有E裝置，生成的二氧化碳氣體中含有水分而使二氧化碳的質量增大，則測定的CaCO3的質量分數會偏大；稱量F的質量，得前后兩次質量差為8.7g，故生成的二氧化碳的質量為8.7g。
設碳酸鈣的質量為x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 8.7g

x=19.77g
故碳酸鈣的質量分數為：×100%=98.86%
【總結反思】理由是：二氧化碳能溶于水，而會使測得的二氧化碳體積偏小。