Question

（2013?普陀區(qū)二模）食品添加劑碳酸鈣為極細(xì)白色粉末，該產(chǎn)品可作面粉處理劑、膨松劑、穩(wěn)定劑和食品工業(yè)用加工助劑．某實(shí)驗(yàn)探究小組利用石灰石為原料，設(shè)計(jì)了如下兩個(gè)流程得到碳酸鈣粉末．

①生石灰的化學(xué)式是

CaO

，流程一中加入的“A”可以是CO₂，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是

利用碳酸鈣分解得到的產(chǎn)物，節(jié)省了原料

；
②寫(xiě)出石灰石與鹽酸發(fā)生的主要化學(xué)方程式

2HCl+CaCO₃=CaCl₂+CO₂↑+H₂O

；寫(xiě)出以上流程中屬于化合反應(yīng)的化學(xué)方程式

CaO+H₂O═Ca（OH）₂

；
③若石灰石中所含碳酸鈣的純度為90%，取用100g該石灰石則所含碳酸鈣的物質(zhì)的量為多少摩爾？用鹽酸溶解上述石灰石，理論上所用鹽酸含HCl的物質(zhì)的量至少為多少摩爾？
請(qǐng)列式計(jì)算，寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程：計(jì)算碳酸鈣物質(zhì)的量

100g×90%

100g/mol

=0.9mol

計(jì)算HCl的物質(zhì)的量
④“流程一”中生石灰加一定量的水得到熟石灰乳，而不是得到澄清石灰水，這樣做的理由是

得到的石灰乳體積較小，有利于實(shí)驗(yàn)進(jìn)行

；
為判斷熟石灰是否完全轉(zhuǎn)化，實(shí)驗(yàn)的方法可以是取反應(yīng)過(guò)程中少量樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)藥品及操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
加水溶解再滴加酚酞	溶液不變紅	熟石灰已完全轉(zhuǎn)化

⑤“流程二”中有兩次過(guò)濾，第一次過(guò)濾的目的是

去除不溶于鹽酸的雜質(zhì)，提高碳酸鈣的純度

，
過(guò)濾后發(fā)現(xiàn)濾液仍有一些渾濁，而過(guò)濾器經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)完好，此時(shí)應(yīng)該進(jìn)行的操作是

再次過(guò)濾

．
⑥若要得到食品級(jí)碳酸鈣，上述兩個(gè)流程中，應(yīng)該傾向利用

流程二

（填“流程一”“流程二”）進(jìn)行生產(chǎn)．

Answer 1

分析：①依據(jù)生石灰的化學(xué)式回答，并依據(jù)反應(yīng)流程和石灰石煅燒的反應(yīng)原理分析；
②依據(jù)石灰石與稀鹽酸反應(yīng)原理書(shū)寫(xiě)方程式，并分析流程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，化合反應(yīng)是生成一種物質(zhì)的反應(yīng)；
③依據(jù)石灰石的質(zhì)量求出碳酸鈣的質(zhì)量，再計(jì)算其物質(zhì)的量，并依據(jù)方程式以及碳酸鈣的物質(zhì)的量計(jì)算鹽酸的物質(zhì)的量；
④根據(jù)反應(yīng)流程和操作分析解答；并據(jù)熟石灰溶于水顯堿性及碳酸鈣不溶于水設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析；
⑤第一次過(guò)濾的目的是去除不溶于鹽酸的雜質(zhì)，提高所制取的碳酸鈣的純度；過(guò)濾后發(fā)現(xiàn)濾液仍有一些渾濁，應(yīng)再次過(guò)濾；
⑥根據(jù)兩個(gè)反應(yīng)流程所得碳酸鈣的純度分析判斷．

解答：解：①生石灰的化學(xué)式是CaO，石灰石煅燒生成二氧化碳，可以通入熟石灰與之反應(yīng)，節(jié)省了原料；
②石灰石與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，方程式是2HCl+CaCO₃=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
流程一中石灰石高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳，屬于分解反應(yīng)；生石灰和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，屬于化合反應(yīng)；熟石灰可與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水，不屬于基本反應(yīng)類(lèi)型；流程二：石灰石與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，屬于復(fù)分解反應(yīng)；氯化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣和氯化鈉也屬于分解反應(yīng)；
③100g石灰石所含碳酸鈣的質(zhì)量是100g×90%=90g，則其物質(zhì)的量為

100g×90%

100g/mol

=0.9mol；
設(shè)理論上所用鹽酸含HCl的物質(zhì)的量至少為x
2HCl+CaCO₃=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
2     1
x    0.9mol

2

x

=

1

0.9mol

x=1.8mol
答：理論上所用鹽酸含HCl的物質(zhì)的量至少為1.8mol．
④“流程一”中生石灰加一定量的水得到熟石灰乳，而不是得到澄清石灰水，這樣做的目的是得到的石灰乳體積較小，有利于實(shí)驗(yàn)進(jìn)行；
熟石灰溶于水顯堿性，碳酸鈣不溶于水，故可取少量樣品滴加酚酞，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：熟石灰已完全轉(zhuǎn)化，所以固體中沒(méi)有熟石灰，酚酞不變色；
⑤第一次過(guò)濾的目的是去除不溶于鹽酸的雜質(zhì)，提高所制取的碳酸鈣的純度；過(guò)濾后發(fā)現(xiàn)濾液仍有一些渾濁，應(yīng)再次過(guò)濾，提高所得濾液的純度；
⑥要得到食品級(jí)碳酸鈣，則碳酸鈣的純度要較高，流程一石灰石中的雜質(zhì)未除去，所得碳酸鈣純度不如流程二所得碳酸鈣的純度高，故傾向于利用流程二制取碳酸鈣；    
故答案為：①CaO；利用碳酸鈣分解得到的產(chǎn)物，節(jié)省了原料；
②2HCl+CaCO₃=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；CaO+H₂O═Ca（OH）₂；
③

100g×90%

100g/mol

=0.9mol；
設(shè)理論上所用鹽酸含HCl的物質(zhì)的量至少為x
2HCl+CaCO₃=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
2     1
x    0.9mol

2

x

=

1

0.9mol

x=1.8mol
答：理論上所用鹽酸含HCl的物質(zhì)的量至少為1.8mol．
④得到的石灰乳體積較小，有利于實(shí)驗(yàn)進(jìn)行；

實(shí)驗(yàn)藥品及操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
加水溶解再滴加酚酞	溶液不變紅	熟石灰已完全轉(zhuǎn)化

⑤去除不溶于鹽酸的雜質(zhì)，提高碳酸鈣的純度；再次過(guò)濾；
⑥流程二．

點(diǎn)評(píng)：本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)流程的形式考查了學(xué)生對(duì)物質(zhì)的分離、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、碳酸鈣和氧化鈣、氫氧化鈣之間的相互轉(zhuǎn)化等知識(shí)，有一定難度，掌握相關(guān)知識(shí)且能結(jié)合具體情景才能正確解答．