Question

碳酸鈣常用作牙膏的摩擦劑。某同學設計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SiO2）

回答下列問題：

（1）充分煅燒110噸石灰石得到固體66噸。標準狀況下生成二氧化碳的體積為______________L，石灰石中碳酸鈣的質量分數為______________%。

（2）假設第①步反應完全進行，則第②步反應過濾后得到的不溶性濾渣的成分為________________________。

（3）第③步反應一般不采用通入CO2的主要原因是______________________，

相應的離子方程式為_____________________________________。

（4）CaCO3是一種難溶物質，25℃時其Ksp＝2.8×10－9。現將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的濃度為2.0×10－4 mol/L，則生成沉淀所需CaCl2溶液的物質的量濃度最小是______________。

（5）某學生用石灰石為原料，設計了另一種制備碳酸鈣的實驗方案，其流程圖如下：

與前一方案相比較，該方案的優點是_________________________________。

 

Answer 1

（1）2.24×107　90.9

（2）CaSiO3

（3）通入CO2的量不易控制，使生成的碳酸鈣在CO2過量的條件下溶解

CaCO3＋CO2＋H2O=Ca2＋＋2HCO3-

（4）5.6×10－5 mol/L

（5）不需要加熱，操作簡單，減少來自燃料的污染

【解析】（1）根據質量差生成CO2 44噸，物質的量為1×106 mol，體積為2.24×107 L，對應CaCO3為100噸質量分數為90.9%。

（2）SiO2與生成的CaO反應生成CaSiO3。

（3）通入CO2的量不易控制，使生成的碳酸鈣在CO2過量的條件下溶解

CaCO3＋CO2＋H2O=Ca2＋＋2HCO3-。

（4）Ksp＝2.8×10－9 ＝[ Ca2＋][CO32-]＝2.0×10－4×0.5×x×0.5，x＝5.6×10－5 mol/L。

（5）不需要加熱，操作簡單，減少來自燃料的污染。