Question

18．把13g含有SiO₂的CaCO₃固體在高溫下加熱到質量不再改變，冷卻后稱重為8.6g．
（1）寫出可能發生的反應的化學方程式．
（2）生成的CO₂在標準狀況下的體積是多少升？
（3）原混合物中含SiO₂的質量是多少克？

Answer 1

分析 （1）碳酸鈣與二氧化硅反應生成硅酸鈣與二氧化碳，若碳酸鈣過量，則碳酸鈣分解為氧化鈣與二氧化碳；
（2）混合物中碳元素完全轉化到二氧化碳中，質量減少為生成二氧化碳的質量，根據n=$\frac{m}{M}$計算二氧化碳物質的量，再根據V=nV_m計算其體積；
（3）根據碳元素守恒計算碳酸鈣的質量，進而計算二氧化硅的質量．

解答 解：（1）碳酸鈣與二氧化硅反應生成硅酸鈣與二氧化碳，若碳酸鈣過量，則碳酸鈣分解為氧化鈣與二氧化碳，可能發生的反應為：CaCO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃+CO₂↑、CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，
答：可能發生的反應有：CaCO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃+CO₂↑、CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）由方程式可知，混合物中碳元素完全轉化到二氧化碳中，質量減少為生成二氧化碳的質量，故二氧化碳物質的量為：$\frac{13g-8.6g}{44g/mol}$=0.1mol，標況下二氧化碳的體積為：0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
答：生成氣體在標況下的體積為2.24L；
（3）根據碳元素守恒，可知n（CaCO₃）=n（CO₂）=0.1mol，則碳酸鈣的質量為：m（CaCO₃）=0.1mol×100g/mol=10g，
所以混合物中SiO₂的質量為：13.0g-10g=3.0g，
答：原混合物中SiO₂的質量為3.0g．

點評 本題考查有關混合物反應的計算，題目難度中等，根據方程式判斷固體質量減少為生成二氧化碳的質量為解答關鍵，注意掌握有關混合物反應的化學計算方法，試題有利于培養學生的化學計算能力．