Question

【題目】草酸鈣(化學(xué)式為CaC2O4，相對(duì)分子質(zhì)量為128)是一種難溶于水的白色固體，受熱能分解。小紅同學(xué)為了探究其在加熱條件下發(fā)生的變化，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：取12.8g草酸鈣固體在不斷加熱的條件下測(cè)得剩余固體的質(zhì)量隨時(shí)間變化如右圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)t1～t2時(shí)問(wèn)段內(nèi)固體質(zhì)量減少的原因是產(chǎn)生了一種極易與血紅蛋白結(jié)合的有毒氣體，該氣體的化學(xué)式為_________；同時(shí)生成一種白色固體，它與大理石的主要成分相同，則該段時(shí)問(wèn)內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________ 。

(2)t2～t3時(shí)間段內(nèi)固體質(zhì)量不變的原因是______________________ 。

(3)t3～t4時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。

(4)小強(qiáng)和小明兩位同學(xué)另取12.8g草酸鈣固體加熱一段時(shí)間后，對(duì)剩余固體的成分進(jìn)行探究。

【查閱資料】氫氧化鈣微溶于水，能與鹽酸反應(yīng)：Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+H2O；CaC2O4能與稀鹽酸反應(yīng)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaC2O4+2HCl=CaCl2+H2C2O4；草酸(H2C2O4)是一種可溶于水的酸；

【設(shè)計(jì)方案并實(shí)驗(yàn)】

同學(xué)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
小強(qiáng)	取少量固體放入燒杯中，加足量水?dāng)嚢?/span>	燒杯發(fā)熱	剩余固體中一定含有_________。一定不含有CaC2O4。
小明	另取少量固體放入試管中，加足量稀鹽酸	有氣體產(chǎn)生	剩余固體中一定含有__________。

【交流與討論】三位同學(xué)經(jīng)過(guò)交流后認(rèn)為，該剩余固體與圖中___________時(shí)間段的物質(zhì)成分相同。

(5)某同學(xué)取用上述制得的生石灰時(shí)，發(fā)現(xiàn)裝滿生石灰的塑料試劑瓶已經(jīng)膨脹破裂，如圖：

①塑料試劑瓶膨脹破裂的原因是(用反應(yīng)的化學(xué)方程式表示)____________ 。

②破裂后瓶?jī)?nèi)試劑會(huì)吸收空氣中CO2生成CaCO3。

為測(cè)定其中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，興取小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)1：稱取10.0g樣品，加50.0g水溶解，攪拌、靜置、過(guò)濾，將沉淀洗滌、干燥、稱重。

實(shí)驗(yàn)2：稱取10.0g樣品，向其中加入足量稀鹽酸，充分反應(yīng)，收集產(chǎn)生的氣體。

a.根據(jù)實(shí)驗(yàn)1稱重計(jì)算樣品中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能偏高，原因____________________。

b.若實(shí)驗(yàn)2中收集的氣體為2.2g，計(jì)算樣品中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為了___________。(請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)

Answer 1

【答案】 CO CaC2O4 CaCO3 +CO2↑ 草酸鈣已完全分解，但尚未達(dá)到碳酸鈣的分解溫度 CaCO3 CaO+ CO2↑ 氧化鈣 碳酸鈣 t3～t4 CaO+H2O==Ca(OH)2 氫氧化鈣微溶于水，會(huì)導(dǎo)致沉淀質(zhì)量增加，結(jié)果偏高 50%

【解析】本題(1)在草酸鈣分解的情境下考查了元素守恒、一氧化碳的性質(zhì)、氧化鈣的性質(zhì)、碳酸鈣的性質(zhì)，利用圖像和反應(yīng)相結(jié)合來(lái)分析發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與溫度的關(guān)系，得出規(guī)律性的知識(shí)。（2）考查了氧化鈣、氫氧化鈣性質(zhì)及根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算。

（1）根據(jù)草酸鈣的組成元素，產(chǎn)生了一種極易與血紅蛋白結(jié)合的有毒氣體應(yīng)為CO，大理石的主要成分為碳酸鈣，可知草酸鈣分解生成碳酸鈣和一氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaC2O4 CaCO3 +CO2↑；

(2)物質(zhì)分解需要達(dá)到一定的溫度，固體質(zhì)量不變時(shí)可說(shuō)明碳酸鈣沒(méi)有分解，t2～t3時(shí)間段內(nèi)草酸鈣已經(jīng)完全分解，但尚未達(dá)到碳酸鈣的分解溫度。

（3）t3～t4時(shí)間段內(nèi)固體質(zhì)量在減小，則碳酸鈣分解，生成氧化鈣和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO3CaO+CO2↑。

(4)【設(shè)計(jì)方案并實(shí)驗(yàn)】氧化鈣與水反應(yīng)放出大量的熱，小強(qiáng)取少量固體放入燒杯中，加足量水?dāng)嚢?/span>，燒杯發(fā)熱，說(shuō)明剩余固體中一定含有氧化鈣，生成的氧化鈣是由碳酸鈣分解所得，當(dāng)有氧化鈣生成時(shí)，草酸鈣已經(jīng)完全分解，但可能碳酸鈣分解不完全，剩余固體中一定不含有草酸鈣，可能存在碳酸鈣；小明另取少量固體放入試管中，加足量稀鹽酸有氣體產(chǎn)生，根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)生的固體只有碳酸鈣能與鹽酸產(chǎn)生氣體，剩余固體中一定含有碳酸鈣；

【交流與討論】，根據(jù)小明和小強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)可知，剩余固體中一定含有氧化鈣和碳酸鈣，不含草酸鈣，與t3～t4時(shí)間段的物質(zhì)成分相同。

(5) ①裝滿生石灰的塑料試劑瓶如果漏氣，生石灰能夠吸收空氣中的水蒸氣，和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，同時(shí)放出大量的熱，使塑料試劑瓶膨脹而破裂。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaO+H2O==Ca(OH)2；

②a.氫氧化鈣微溶于水，會(huì)導(dǎo)致沉淀質(zhì)量增加，結(jié)果偏高；

b.設(shè)：樣品中CaCO3的質(zhì)量為x，

CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑

100 44

x 2.2g

=

x=5g

樣品中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： ×100%=50%

答：樣品中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%。