Question

碳酸鈣常用作牙膏的摩擦劑．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種制備碳酸鈣的方案，其流程圖如下：（所用石灰石含有雜質(zhì)SiO₂）

回答下列問(wèn)題：

         （1）充分煅燒110噸石灰石得到固體66噸．標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成二氧化碳的體積為      L，石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為      %．

（2）假設(shè)第①步反應(yīng)完全進(jìn)行，則第②步反應(yīng)過(guò)濾后得到的不溶性濾渣的成分為       ．

（3）第③步反應(yīng)一般不采用通入CO₂的主要原因是      ，相應(yīng)的離子方程式為      ．

（4）CaCO₃是一種難溶液物質(zhì)，25℃時(shí)其K_SP=2.8×10^-9．現(xiàn)將等體積的CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的濃度為2.0×10^-4mol/L，則生成沉淀所需CaCl₂溶液的物質(zhì)的量濃度最小是      ．

（5）某學(xué)生用石灰石為原料，設(shè)計(jì)了另一種制備碳酸鈣的實(shí)驗(yàn)方案，其流程圖如下：

與前一方案相比較，該方案的優(yōu)點(diǎn)是      ．

 

Answer 1

【答案】

（每空2分，共14分）

（1）2.24×10⁷L ；  90.0  （4分）

（2）CaSiO₃  (2分)

（3）通入CO₂的量不易控制，使生成的碳酸鈣在CO₂過(guò)量的條件下溶解 （2分）

CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^—­­    （2分）

（4）5.6×10⁵mol/L  （2分）

（5）不需要加熱，操作簡(jiǎn)單，減少來(lái)自燃料的污染（2分）

【解析】

試題分析：

（1）根據(jù)碳酸鈣分解：

CaCO₃ CaO  +  CO₂ ↑    △m

100           56      22.4        44

100×10⁶g            V      44×10⁶g

所以生成二氧化碳的體積為mol×22.4L/mol=2.24×10⁷L

石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ×100%=90.9%

（2）碳酸鈣除了分解，還與少量雜質(zhì)SiO₂發(fā)生反應(yīng)：SiO₂+CaCO₃=CaSiO₃+CO₂

所以不溶液性濾渣的成分有CaSiO₃。

（3）因CO₂過(guò)量時(shí)，會(huì)繼續(xù)與碳酸鈣反應(yīng)，CaCO₃+CO₂+H₂O═Ca²⁺+2HCO₃^-（4）當(dāng)溶液中Q_C≥K_SP時(shí)，形成沉淀，C（Ca²⁺）≥mol•L^-1=2.8×10^-5mol•L^-1，

等體積混合前CaCl₂溶液的物質(zhì)的量濃度最小為5.6×10^-5 mol•L^-1

（5）因與前一方案相比較，可知制備過(guò)程不需要加熱、操作簡(jiǎn)便等。

考點(diǎn)：考查了碳族元素的基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，首先要學(xué)會(huì)分析流程圖中各步試劑的作用和反應(yīng)物生成物的成分，然后結(jié)合學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分析。