Question

（2011?煙臺模擬）某種牙膏中的摩擦劑是碳酸鈣，可以用石灰石（含雜質SiO₂）來制備．某同學甲設計了一種制備碳酸鈣的方案，其流程圖為：

請回答下列問題：
（1）假設第①步反應完全進行，則第②步反應過濾后得到的濾渣的成分為

CaSiO₃

．
（2）第③步反應不使用CO₂，其主要原因是（用離子方程式表示）

Ca²⁺+CO₂═CaCO₃↓+H₂O

CaCO₃+CO₂+H₂O═Ca²⁺+2HCO₃^-

．
（3）第③步反應使用Na₂CO₃而不使用NaHCO₃，從提高企業經濟效益的角度考慮，其原因是

生成等質量的CaCO₃消耗NaHCO₃多于Na₂CO₃；使用Na₂CO₃可制取副產品NaOH

．
（4）某同學乙用石灰石為原料（其他試劑自選），設計了另一種制備碳酸鈣的實驗方案，請你完成他的實驗方案．

乙同學所設計的方案的優點是

節約燃料，減小污染，操作簡便

．

Answer 1

分析：（1）石灰石（含雜質SiO₂）高溫分解 生成的氧化鈣和二氧化硅反應生成硅酸鈣；
（2）二氧化碳和氫氧化鈣反應量不同時產物不同，過量的二氧化碳和氫氧化鈣反應會生成碳酸氫鈣；
（3）依據等量的碳酸鈣消耗碳酸鈉和碳酸氫鈉的量分析，結合生成產物的利用回答；
（4）石灰水加入鹽酸生成氯化鈣溶液，加入碳酸鈉溶液會生成碳酸鈣過濾得到；過程中節約原料．減小污染，操作簡便；

解答：解：（1）石灰石（含雜質SiO₂），依據流程圖分析可知，石灰石高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣和二氧化硅反應生成硅酸鈣，溶于水氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，硅酸鈣不溶，過濾得到硅酸鈣，濾渣是CaSiO₃；
故答案為：CaSiO₃；
（2）第③步反應不使用CO₂，是因為二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣，但二氧化碳過量會減小反應生成碳酸氫鈣溶于水，反應的離子方程式為：Ca²⁺++CO₂=CaCO₃↓+H₂O，CaCO₃+CO₂+H₂O═Ca²⁺+2HCO₃^-；
故答案為：Ca²⁺++CO₂=CaCO₃↓+H₂O，CaCO₃+CO₂+H₂O═Ca²⁺+2HCO₃^-；  
（3）第③步反應使用Na₂CO₃而不使用NaHCO₃，是因為生成等質量的CaCO₃消耗NaHCO₃多于Na₂CO₃，使用Na₂CO₃可制取副產品NaOH；
故答案為：生成等質量的CaCO₃消耗NaHCO₃多于Na₂CO₃；使用Na₂CO₃可制取副產品NaOH；
（4）①利用碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣溶液，在溶液中加入碳酸鈉溶液生成碳酸鈣沉淀，過濾得到固體，
故答案為：稀鹽酸；  CaCl₂，Na₂CO₃；
②流程設計的優點是操作簡單，無污染，節約原料；
故答案為：節約燃料，減小污染，操作簡便；

點評：本題考查了物質制備實驗方法的設計，物質性質的應用，產物判斷和制備物質的注意問題，生產過程的優缺點對比是解題關鍵，題目難度中等．