Question

某学生对久置于空气中已部分变质的氧化钙取样分析：取样品16.9g，加入溶质质量分数为20%的盐酸溶液109.5g，将生成的气体全部通过足量的Ba（OH）₂溶液中，得到3.94g沉淀；在所得的澄清溶液中加入过量的Na₂CO₃溶液，产生672mLCO₂（密度1.965g？L），并生成沉淀Wg．计算样品中CaO的质量分数及W的值．

Answer

氧化钙变质的过程是氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙．通过题意可知样品中有氧化钙和碳酸钙，另外利用氧化钙和盐酸反应的方程式，把用总盐酸减去剩余盐酸再减去和碳酸钙反应的盐酸后，所得的盐酸质量代入求解可知，样品中除碳酸钙外的其他成分不都是氧化钙，所以样品中应该含有氢氧化钙．
【解析】
（1）设样品中CaCO3质量为x，与CaCO3反应的盐酸为y
由方程式①CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑  ②CO2+Ba（OH）2═BaCO3↓+H2O
可知有关系式：BaCO3 ～CaCO3 ～2HCl
              197      100      73
              3.94g     x        y

   x=2g                     y=1.46g
所以样品中CaO和Ca（OH）2的质量之和为：16.9g-2g=14.9g
由题意可知盐酸和样品反应后有剩余，而且剩余盐酸和Na2CO3反应产生的CO2质量为：0.672L×1.965g/L=1.32g
设剩余HCl的质量为z
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
       73              44
       z               1.32g
        z=2.19g
因为总HCl的质量为：109.5g×20%=21.9g，所以可知与CaO和Ca（OH）2反应的HCl为：21.9g-2.19g-1.46g=18.25g
设CaO质量为m，与CaO反应的HCl的质量为n；那么Ca（OH）2的质量为14.9g-m，与Ca（OH）2反应的HCl的质量为18.25g-n
CaO+2HCl═CaCl2+H2O             Ca（OH）2+2HCl═CaCl2+H2O  
56   73                         74       73
m    n                        14.9g-m   18.25g-n
     ①   ②
由①②解得：m=11.2g
所以氧化钙的质量分数为：×100%=66.3%
（2）根据CaO、Ca（OH）2、CaCO3和HCl反应生成CaCl2的化学方程式，及反应CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl
可知有关系式：2HCl～CaCl2～CaCO3，
              73              100
         21.9g-2.19g          W
        W=27g
答：样品中氧化钙的质量分数为66.3%，W的值为27g．