Question

（2013?普陀區(qū)二模）食品添加劑碳酸鈣為極細白色粉末，該產品可作面粉處理劑、膨松劑、穩(wěn)定劑和食品工業(yè)用加工助劑．某實驗探究小組利用石灰石為原料，設計了如下兩個流程得到碳酸鈣粉末．

①生石灰的化學式是

CaO

，流程一中加入的“A”可以是CO₂，這樣做的優(yōu)點是

利用碳酸鈣分解得到的產物，節(jié)省了原料

；
②寫出石灰石與鹽酸發(fā)生的主要化學方程式

2HCl+CaCO₃=CaCl₂+CO₂↑+H₂O

；寫出以上流程中屬于化合反應的化學方程式

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的物質的量至少為多少摩爾？
請列式計算，寫出計算過程：計算碳酸鈣物質的量

100g×90%

100g/mol

=0.9mol

計算HCl的物質的量
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，有利于實驗進行

；
為判斷熟石灰是否完全轉化，實驗的方法可以是取反應過程中少量樣品進行如下實驗：

實驗藥品及操作	實驗現象	結論
加水溶解再滴加酚酞	溶液不變紅	熟石灰已完全轉化

⑤“流程二”中有兩次過濾，第一次過濾的目的是

去除不溶于鹽酸的雜質，提高碳酸鈣的純度

，
過濾后發(fā)現濾液仍有一些渾濁，而過濾器經檢查發(fā)現完好，此時應該進行的操作是

再次過濾

．
⑥若要得到食品級碳酸鈣，上述兩個流程中，應該傾向利用

流程二

（填“流程一”“流程二”）進行生產．

Answer 1

分析：①依據生石灰的化學式回答，并依據反應流程和石灰石煅燒的反應原理分析；
②依據石灰石與稀鹽酸反應原理書寫方程式，并分析流程中發(fā)生的化學反應，化合反應是生成一種物質的反應；
③依據石灰石的質量求出碳酸鈣的質量，再計算其物質的量，并依據方程式以及碳酸鈣的物質的量計算鹽酸的物質的量；
④根據反應流程和操作分析解答；并據熟石灰溶于水顯堿性及碳酸鈣不溶于水設計實驗進行分析；
⑤第一次過濾的目的是去除不溶于鹽酸的雜質，提高所制取的碳酸鈣的純度；過濾后發(fā)現濾液仍有一些渾濁，應再次過濾；
⑥根據兩個反應流程所得碳酸鈣的純度分析判斷．

解答：解：①生石灰的化學式是CaO，石灰石煅燒生成二氧化碳，可以通入熟石灰與之反應，節(jié)省了原料；
②石灰石與稀鹽酸反應生成氯化鈣、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；生石灰和水反應生成氫氧化鈣，屬于化合反應；熟石灰可與二氧化碳反應生成碳酸鈣和水，不屬于基本反應類型；流程二：石灰石與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，屬于復分解反應；氯化鈣和碳酸鈉反應生成碳酸鈣和氯化鈉也屬于分解反應；
③100g石灰石所含碳酸鈣的質量是100g×90%=90g，則其物質的量為

100g×90%

100g/mol

=0.9mol；
設理論上所用鹽酸含HCl的物質的量至少為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，有利于實驗進行；
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，根據實驗結論：熟石灰已完全轉化，所以固體中沒有熟石灰，酚酞不變色；
⑤第一次過濾的目的是去除不溶于鹽酸的雜質，提高所制取的碳酸鈣的純度；過濾后發(fā)現濾液仍有一些渾濁，應再次過濾，提高所得濾液的純度；
⑥要得到食品級碳酸鈣，則碳酸鈣的純度要較高，流程一石灰石中的雜質未除去，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；
設理論上所用鹽酸含HCl的物質的量至少為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的物質的量至少為1.8mol．
④得到的石灰乳體積較小，有利于實驗進行；

實驗藥品及操作	實驗現象	結論
加水溶解再滴加酚酞	溶液不變紅	熟石灰已完全轉化

⑤去除不溶于鹽酸的雜質，提高碳酸鈣的純度；再次過濾；
⑥流程二．

點評：本題通過實驗流程的形式考查了學生對物質的分離、實驗設計、碳酸鈣和氧化鈣、氫氧化鈣之間的相互轉化等知識，有一定難度，掌握相關知識且能結合具體情景才能正確解答．