14.同學(xué)們對實驗“煅燒石灰石”展開深入探究.
資料:石灰石中的雜質(zhì)高溫不分解且不與稀鹽酸反應(yīng);石灰石分解:CaCO3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO2↑;生石灰與水反應(yīng):CaO+H2O═Ca(OH)2
(1)為證明高溫條件下石灰石已分解,三位同學(xué)設(shè)計方案如下:
Ⅰ.甲同學(xué)按圖一所示進行實驗(煤氣燈亦能達到石灰石分解的溫度),觀察到燒杯內(nèi)壁石灰水變渾濁,寫出石灰水變渾濁的反應(yīng)化學(xué)方程式Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O.
II.乙同學(xué)按圖二所示進行實驗,觀察到A中沒有任何明顯現(xiàn)象,B中液體變紅色,A實驗的作用對照.
III.丙同學(xué)取一塊質(zhì)量為12g的石灰石高溫煅燒,一段時間后冷卻、稱量,發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減輕2.2g,證明石灰石已分解.

IV.大家認(rèn)為甲同學(xué)的方案不合理,請分析原因煤氣燈的燃料的主要成分為一氧化碳,而一氧化碳燃燒生成了二氧化碳,所以澄清石灰水變渾濁不一定是來源于石灰石的分解.
(2)為測定石灰石的純度,丙同學(xué)將他剛才煅燒后的固體放入足量稀鹽酸中,又產(chǎn)生2.2g二氧化碳氣體,這一過程中產(chǎn)生氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式是CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,結(jié)合丙同學(xué)2次實驗的數(shù)據(jù)計算:丙所取的這塊石灰石中碳酸鈣的總質(zhì)量是10 g.
(3)為了探究丙同學(xué)實驗后的廢液中的溶質(zhì)成分,先將固體雜質(zhì)濾去,再將得到的濾液置于燒杯中(過濾時液體損失忽略不計),在不斷攪拌的條件下,向其中滴加溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.6%的碳酸鈉溶液直至過量,有關(guān)的變化如圖3所示(友情提示:添加碳酸鈉溶液0g~5g時只有氣泡產(chǎn)生,5g~xg時只有沉淀產(chǎn)生).請根據(jù)題中有關(guān)信息和圖象分析回答下列問題:
①圖中O點(未添加碳酸鈉溶液時)廢液中的溶質(zhì)成分是C(選填序號).
A.CaCl2     B.CaCl2和Ca(OH)2    C.CaCl2和HCl
②A點處對應(yīng)的所加碳酸鈉溶液質(zhì)量x是多少?(通過計算回答)

分析 (1)Ⅰ、石灰水變渾濁是由于二氧化碳和澄清石灰水發(fā)生了反應(yīng),該反應(yīng)生成了難溶于水的碳酸鈣,可以據(jù)此解答該題;
Ⅱ、氧化鈣可以和水反應(yīng)生成氫氧化鈣,而氫氧化鈣溶液呈堿性,可以使酚酞試液變紅,可以據(jù)此解答;
Ⅳ、煤氣燈的主要成分為一氧化碳,而一氧化碳燃燒生成了二氧化碳,可以據(jù)此解答該題;
(2)根據(jù)題中信息可以知道生成二氧化碳的氣體的質(zhì)量,可根據(jù)碳元素的質(zhì)量守恒求出碳酸鈣的質(zhì)量;
(3)根據(jù)鹽酸、氯化鈣都會與碳酸鈉反應(yīng),添加碳酸鈉溶液0g~5g時只有氣泡產(chǎn)生,5g~xg時只有沉淀產(chǎn)生,依據(jù)圖象中的數(shù)據(jù)進行計算.

解答 解:(1)Ⅰ、石灰水變渾濁是由于二氧化碳和澄清石灰水發(fā)生了反應(yīng),該反應(yīng)生成了難溶于水的碳酸鈣,化學(xué)方程式為:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;
Ⅱ、氧化鈣可以和水反應(yīng)生成氫氧化鈣,而氫氧化鈣溶液呈堿性,可以使酚酞試液變紅,所以可以觀察到試管B中液體變紅,試管A起到了對照作用;
Ⅳ、煤氣燈的主要成分為一氧化碳,而一氧化碳燃燒生成了二氧化碳,所以澄清石灰水變渾濁不一定是來源于碳酸鈣的分解;
(2)設(shè)加熱分解的碳酸鈣的質(zhì)量為x
CaCO3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO2
100                       44
x                            2.2g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$
x=5g
設(shè)剩余碳酸鈣的質(zhì)量為y
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2
100                                    44
y                                     2.2g
$\frac{100}{y}$=$\frac{44}{2.2g}$
y=5g
CaCO3的總質(zhì)量為5g+5g=10g;
(3)①添加碳酸鈉溶液0g~5g時只有氣泡產(chǎn)生,5g~xg時只有沉淀產(chǎn)生,所以圖中O點(未添加碳酸鈉溶液時)廢液中的溶質(zhì)成分是氯化鈣和HCl,故選:C;
②設(shè)丙同學(xué)所用固體與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氯化鈣的質(zhì)量為n,
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2
                        111           44
                         n            2.2g
   $\frac{111}{n}$=$\frac{44}{2.2g}$
    n=5.5g
設(shè)與氯化鈣反應(yīng)的碳酸鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量為m,
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
106        111
m       5.5g
$\frac{106}{m}$=$\frac{111}{5.5g}$
 m=5.3
所以A點處對應(yīng)的所加碳酸鈉溶液質(zhì)量x=5g+$\frac{5.3g}{10.6%}$=55g.
故答案為:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;
Ⅱ、紅,對照;
Ⅳ、煤氣燈的主要成分為一氧化碳,而一氧化碳燃燒生成了二氧化碳,所以澄清石灰水變渾濁不一定是來源于碳酸鈣的分解;
(2)CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,10g;
(3)①C;
②A點處對應(yīng)的所加碳酸鈉溶液質(zhì)量:55g.

點評 本題難度不是很大,掌握溶液的酸堿性、二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)、碳酸鹽的化學(xué)性質(zhì)等是正確解題的關(guān)鍵.

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