Question

【題目】草酸鈣(化學式為CaC2O4，相對分子質量為128)是一種難溶于水的白色固體，受熱能分解。小紅同學為了探究其在加熱條件下發生的變化，進行如下實驗：取12.8g草酸鈣固體在不斷加熱的條件下測得剩余固體的質量隨時間變化如右圖所示。請回答下列問題：

(1)t1～t2時問段內固體質量減少的原因是產生了一種極易與血紅蛋白結合的有毒氣體，該氣體的化學式為_________；同時生成一種白色固體，它與大理石的主要成分相同，則該段時問內反應的化學方程式_______________________ 。

(2)t2～t3時間段內固體質量不變的原因是______________________ 。

(3)t3～t4時間段內反應的化學方程式為____________________________。

(4)小強和小明兩位同學另取12.8g草酸鈣固體加熱一段時間后，對剩余固體的成分進行探究。

【查閱資料】氫氧化鈣微溶于水，能與鹽酸反應：Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+H2O；CaC2O4能與稀鹽酸反應，其反應的化學方程式為：CaC2O4+2HCl=CaCl2+H2C2O4；草酸(H2C2O4)是一種可溶于水的酸；

【設計方案并實驗】

同學	實驗操作	實驗現象	結論
小強	取少量固體放入燒杯中，加足量水攪拌	燒杯發熱	剩余固體中一定含有_________。一定不含有CaC2O4。
小明	另取少量固體放入試管中，加足量稀鹽酸	有氣體產生	剩余固體中一定含有__________。

【交流與討論】三位同學經過交流后認為，該剩余固體與圖中___________時間段的物質成分相同。

(5)某同學取用上述制得的生石灰時，發現裝滿生石灰的塑料試劑瓶已經膨脹破裂，如圖：

①塑料試劑瓶膨脹破裂的原因是(用反應的化學方程式表示)____________ 。

②破裂后瓶內試劑會吸收空氣中CO2生成CaCO3。

為測定其中CaCO3的質量分數，興取小組進行如下實驗：

實驗1：稱取10.0g樣品，加50.0g水溶解，攪拌、靜置、過濾，將沉淀洗滌、干燥、稱重。

實驗2：稱取10.0g樣品，向其中加入足量稀鹽酸，充分反應，收集產生的氣體。

a.根據實驗1稱重計算樣品中CaCO3的質量分數可能偏高，原因____________________。

b.若實驗2中收集的氣體為2.2g，計算樣品中CaCO3的質量分數為了___________。(請寫出計算過程)

Answer 1

【答案】 CO CaC2O4 CaCO3 +CO2↑ 草酸鈣已完全分解，但尚未達到碳酸鈣的分解溫度 CaCO3 CaO+ CO2↑ 氧化鈣 碳酸鈣 t3～t4 CaO+H2O==Ca(OH)2 氫氧化鈣微溶于水，會導致沉淀質量增加，結果偏高 50%

【解析】本題(1)在草酸鈣分解的情境下考查了元素守恒、一氧化碳的性質、氧化鈣的性質、碳酸鈣的性質，利用圖像和反應相結合來分析發生的化學反應與溫度的關系，得出規律性的知識。（2）考查了氧化鈣、氫氧化鈣性質及根據化學方程式計算。

（1）根據草酸鈣的組成元素，產生了一種極易與血紅蛋白結合的有毒氣體應為CO，大理石的主要成分為碳酸鈣，可知草酸鈣分解生成碳酸鈣和一氧化碳，反應的化學方程式為：CaC2O4 CaCO3 +CO2↑；

(2)物質分解需要達到一定的溫度，固體質量不變時可說明碳酸鈣沒有分解，t2～t3時間段內草酸鈣已經完全分解，但尚未達到碳酸鈣的分解溫度。

（3）t3～t4時間段內固體質量在減小，則碳酸鈣分解，生成氧化鈣和二氧化碳，反應的化學方程式為：CaCO3CaO+CO2↑。

(4)【設計方案并實驗】氧化鈣與水反應放出大量的熱，小強取少量固體放入燒杯中，加足量水攪拌，燒杯發熱，說明剩余固體中一定含有氧化鈣，生成的氧化鈣是由碳酸鈣分解所得，當有氧化鈣生成時，草酸鈣已經完全分解，但可能碳酸鈣分解不完全，剩余固體中一定不含有草酸鈣，可能存在碳酸鈣；小明另取少量固體放入試管中，加足量稀鹽酸有氣體產生，根據反應產生的固體只有碳酸鈣能與鹽酸產生氣體，剩余固體中一定含有碳酸鈣；

【交流與討論】，根據小明和小強的實驗可知，剩余固體中一定含有氧化鈣和碳酸鈣，不含草酸鈣，與t3～t4時間段的物質成分相同。

(5) ①裝滿生石灰的塑料試劑瓶如果漏氣，生石灰能夠吸收空氣中的水蒸氣，和水反應生成氫氧化鈣，同時放出大量的熱，使塑料試劑瓶膨脹而破裂。反應的化學方程式為：CaO+H2O==Ca(OH)2；

②a.氫氧化鈣微溶于水，會導致沉淀質量增加，結果偏高；

b.設：樣品中CaCO3的質量為x，

CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑

100 44

x 2.2g

=

x=5g

樣品中CaCO3的質量分數： ×100%=50%

答：樣品中CaCO3的質量分數為50%。