用作牙膏摩擦劑的輕質(zhì)碳酸鈣可以用礦石A來制備,某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了2種轉(zhuǎn)化流程,如圖所示。
【生產(chǎn)流程】
【相關(guān)資料】
a.二氧化碳持續(xù)通入氫氧化鈣溶液發(fā)生如下反應(yīng):
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O,CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2;
b.碳酸氫鈣微溶于水,微熱易分解:Ca(HCO3)2 加熱 CaCO3↓+H2O+CO2↑;
c.生石灰與水充分反應(yīng)后可得到顆粒非常細(xì)小的熟石灰漿。
【問題討論】
(1)小王主張用流程①、②、④和操作Ⅱ的設(shè)計(jì)。請(qǐng)寫出反應(yīng)①和④的化學(xué)方程式:①CaCO3 高溫 CaO+CO2↑CaCO3 高溫 CaO+CO2↑;④Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOHCa(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;操作Ⅱ包括攪拌和過濾過濾、洗滌、烘干等工序;該流程中,通過反應(yīng)④可回收副產(chǎn)品NaOHNaOH。
(2)小李認(rèn)為流程①、②、③和操作I比小王的主張更好,理由是:二氧化碳得到充分利用,節(jié)約原料二氧化碳得到充分利用,節(jié)約原料;
(3)制輕質(zhì)碳酸鈣時(shí),D為懸濁液懸濁液(選填“懸濁液”或“溶液”),理由是:澄清石灰水中氫氧化鈣濃度太小,生產(chǎn)效率很低澄清石灰水中氫氧化鈣濃度太小,生產(chǎn)效率很低。
(4)小李認(rèn)為得到的產(chǎn)品中可能含有雜質(zhì)Ca(HCO3)2,所以操作Ⅰ包括攪拌、微熱微熱和過濾、烘干等工序,以提高產(chǎn)率。
【產(chǎn)品含量測(cè)定】CaCO3含量的測(cè)定:取20.0g產(chǎn)品,研成粉狀后,按圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(5)實(shí)驗(yàn)步驟:
①連接好裝置,檢查氣密性; ②打開彈簧夾C,在A處緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣;
③稱量F的質(zhì)量; ④關(guān)閉彈簧夾C,慢慢滴加稀硫酸至過量,直至D中無氣泡冒出;
⑤打開彈簧夾C,再次緩緩?fù)ㄒ欢螘r(shí)間空氣;⑥稱量F的質(zhì)量,得前后兩次質(zhì)量差為8.7g。
(6)問題探究
①產(chǎn)品研成粉的目的增大接觸面積,充分反應(yīng)增大接觸面積,充分反應(yīng);
②B裝置的作用是除去空氣中的二氧化碳除去空氣中的二氧化碳;G裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入F裝置防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入F裝置,
③若沒有E裝置,則測(cè)定的CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏大偏大(填“偏大”、“偏小”、“不變”)。
稱量F的質(zhì)量,得前后兩次質(zhì)量差為8.7g,可求得產(chǎn)品中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.8698.86%。
【總結(jié)反思】
某同學(xué)設(shè)計(jì)上述實(shí)驗(yàn)方案測(cè)定牙膏中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù):向一定量牙膏中加入過量稀鹽酸,測(cè)定生成CO2的質(zhì)量,據(jù)此計(jì)算牙膏中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。小李同學(xué)認(rèn)為即使排除實(shí)驗(yàn)儀器和操作的影響,上述測(cè)定的結(jié)果仍不一定準(zhǔn)確,理由是二氧化碳能溶于水二氧化碳能溶于水。
加熱
高溫
高溫
【考點(diǎn)】物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備;書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算;懸濁液、乳濁液的概念及其與溶液的區(qū)別;碳酸鈣、生石灰、熟石灰之間的轉(zhuǎn)化.
【答案】CaCO3 CaO+CO2↑;Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;過濾;NaOH;二氧化碳得到充分利用,節(jié)約原料;懸濁液;澄清石灰水中氫氧化鈣濃度太小,生產(chǎn)效率很低;微熱;增大接觸面積,充分反應(yīng);除去空氣中的二氧化碳;防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入F裝置;偏大;98.86;二氧化碳能溶于水
高溫
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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