Question

18．把13g含有SiO₂的CaCO₃固体在高温下加热到质量不再改变，冷却后称重为8.6g．
（1）写出可能发生的反应的化学方程式．
（2）生成的CO₂在标准状况下的体积是多少升？
（3）原混合物中含SiO₂的质量是多少克？

Answer 1

分析 （1）碳酸钙与二氧化硅反应生成硅酸钙与二氧化碳，若碳酸钙过量，则碳酸钙分解为氧化钙与二氧化碳；
（2）混合物中碳元素完全转化到二氧化碳中，质量减少为生成二氧化碳的质量，根据n=$\frac{m}{M}$计算二氧化碳物质的量，再根据V=nV_m计算其体积；
（3）根据碳元素守恒计算碳酸钙的质量，进而计算二氧化硅的质量．

解答 解：（1）碳酸钙与二氧化硅反应生成硅酸钙与二氧化碳，若碳酸钙过量，则碳酸钙分解为氧化钙与二氧化碳，可能发生的反应为：CaCO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaSiO₃+CO₂↑、CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，
答：可能发生的反应有：CaCO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaSiO₃+CO₂↑、CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）由方程式可知，混合物中碳元素完全转化到二氧化碳中，质量减少为生成二氧化碳的质量，故二氧化碳物质的量为：$\frac{13g-8.6g}{44g/mol}$=0.1mol，标况下二氧化碳的体积为：0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
答：生成气体在标况下的体积为2.24L；
（3）根据碳元素守恒，可知n（CaCO₃）=n（CO₂）=0.1mol，则碳酸钙的质量为：m（CaCO₃）=0.1mol×100g/mol=10g，
所以混合物中SiO₂的质量为：13.0g-10g=3.0g，
答：原混合物中SiO₂的质量为3.0g．

点评 本题考查有关混合物反应的计算，题目难度中等，根据方程式判断固体质量减少为生成二氧化碳的质量为解答关键，注意掌握有关混合物反应的化学计算方法，试题有利于培养学生的化学计算能力．