Question

對牙膏的探究要用到許多化學知識。
（1）用作牙膏摩擦劑的輕質碳酸鈣，工業上常用石灰石來制備，某實驗小組同學設計了2種轉化流程，如下圖1所示．

請回答下列問題：
a．小王同學主張用流程①、②、④和操作Ⅱ的設計，認為其工藝簡單。
請寫出反應①和④的化學方程式：①　                 　；④　                         　；
b．操作Ⅱ包括攪拌、　  　、洗滌、干燥等工序。
c．小李同學認為流程①、②、③和操作I比小王的主張更好，其理由是：　                   　；
操作I包括攪拌和微熱等工序。
（2）該實驗小組為了測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，取25g石灰石樣品放在燒杯中，然后向其中逐滴加入一定量某質量分數的稀鹽酸，使之與樣品充分反應（雜質不參加反應）。隨著反應進行，加入稀鹽酸的質量與反應得到氣體的質量變化關系如圖2所示，請完成下列計算內容：
①樣品中碳酸鈣的質量分數是多少？
②所用稀鹽酸溶質的質量分數是多少？

Answer 1

（1）a．CaCO₃CaO+CO₂↑；Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO ₃↓+2NaOH；b．過濾；
c．利用產生的二氧化碳比另加碳酸鈉溶液更經濟，生成成本更低，若產生的二氧化碳不回收直接排放，不利于“節能減排” （2）①80%；②10%

試題分析：（1）a．根據方程式的寫法考慮；b．根據不溶于液體的固體和液體分離的一種方法考慮；c．根據二氧化碳回收利用的優點考慮；
（2）由圖示可知生成二氧化碳質量為8. 8g，根據二氧化碳的質量計算出碳酸鈣、氯化氫的質量，再用碳酸鈣的質量除以25g乘以百分之百，用氯化氫的質量除以鹽酸溶液的質量乘以百分之百。
解：a．①石灰石的主要成分是碳酸鈣，高溫生成氧化鈣和二氧化碳，二氧化碳后面標上上升符號，所以方程式是：CaCO₃CaO+CO₂↑；④氧化鈣C和水會生成氫氧化鈣D，氫氧化鈣會與碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，故答案為：Ca(OH)₂+Na₂CO₃═CaCO ₃↓+2NaOH；
b．不溶于液體的固體和液體分離的一種方法是過濾；
c．小李同學認為流程①、②、③和操作I比小王的主張更好，因為使用的是制氧化鈣生成的二氧化碳，既可以變廢為寶，可以降低成本，也能減緩溫室效應，利用產生的二氧化碳比另加碳酸鈉溶液更經濟，生成成本更低；
（2）設樣品中CaCO₃的質量為x，參加反應的稀鹽酸中HCl的質量為y
CaCO₃+2HCl＝CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100    73          44
x      y          8.8g
根據
得x＝20
根據
解得 y＝14.6g
樣品中CaCO₃的質量分數為：×100%＝80%
稀鹽酸的溶質質量分數為：×100%＝10%
答：（1）樣品中CaCO₃的質量分數為80%；
（2）所用稀鹽酸的溶質質量分數為10%。