Question

碳酸钙常用作牙膏的摩擦剂。某同学设计了一种制备碳酸钙的方案，其流程图如下：（所用石灰石含有杂质SiO₂）

回答下列问题：

（1）充分煅烧110吨石灰石得到固体66吨。标准状况下生成二氧化碳的体积为______________L，石灰石中碳酸钙的质量分数为______________%。

（2）假设第①步反应完全进行，则第②步反应过滤后得到的不溶性滤渣的成分为________________________。

（3）第③步反应一般不采用通入CO₂的主要原因是______________________，

相应的离子方程式为_____________________________________。

（4）CaCO₃是一种难溶物质，25℃时其K_sp＝2.8×10^－9。现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2.0×10^－4 mol/L，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的物质的量浓度最小是______________。

（5）某学生用石灰石为原料，设计了另一种制备碳酸钙的实验方案，其流程图如下：

与前一方案相比较，该方案的优点是_________________________________。

Answer

（1）2.24×107 90.9

（2）CaSiO3

（3）通入CO2的量不易控制，使生成的碳酸钙在CO2过量的条件下溶解

CaCO3＋CO2＋H2O=Ca2＋＋2HCO3-

（4）5.6×10－5 mol/L

（5）不需要加热，操作简单，减少来自燃料的污染

【解析】（1）根据质量差生成CO2 44吨，物质的量为1×106 mol，体积为2.24×107 L，对应CaCO3为100吨质量分数为90.9%。

（2）SiO2与生成的CaO反应生成CaSiO3。

（3）通入CO2的量不易控制，使生成的碳酸钙在CO2过量的条件下溶解

CaCO3＋CO2＋H2O=Ca2＋＋2HCO3-。

（4）Ksp＝2.8×10－9 ＝[ Ca2＋][CO32-]＝2.0×10－4×0.5×x×0.5，x＝5.6×10－5 mol/L。

（5）不需要加热，操作简单，减少来自燃料的污染。