Question

小豐同學(xué)一次實驗的意外發(fā)現(xiàn)：①向飽和澄清石灰水中逐漸通入C0₂，開始產(chǎn)生白色沉淀，并不斷增多；②然后白色沉淀又不斷減少，消失，溶液又變澄清．對此現(xiàn)象，小豐同學(xué)結(jié)合所學(xué)知識并查閱資料，找到了原因：現(xiàn)象①主要是因為隨著C0₂的不斷通入，與氫氧化鈣反應(yīng)生成了不溶于水的CaC0₃；現(xiàn)象②主要是因為CaC0₃+H₂0+C0₂═-=Ca（HC0₃）₂，Ca（HC0₃）₂易溶于水．以下是小豐同學(xué)的后續(xù)實驗：
Ⅰ．取3.7g氫氧化鈣固體于燒杯，加入足量的水，充分?jǐn)嚢�，配制成飽和澄清石灰水溶液�?BR>Ⅱ．向盛有飽和澄清石灰水溶液的燒杯中逐漸通入4.4gC0₂．
（不考慮C0₂與水的反應(yīng)，且C0₂沒有損失，全部參加反應(yīng)）
根據(jù)上述信息，回答如下問題：
（1）請列出計算過程，求算燒杯中白色沉淀的最大值．
（2）請在圖中繪制出步驟Il中通入C02質(zhì)量與燒杯中白色沉淀質(zhì)量的關(guān)系圖．
（3）當(dāng)通入C02的質(zhì)量為

 

時，燒杯中的溶液質(zhì)量是整個實驗過程中溶液質(zhì)量的最大值，此時溶液中鈣離子的質(zhì)量為

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)所提供數(shù)據(jù)，和化學(xué)反應(yīng)式計算即可；
（2）觀察圖示，了解橫縱坐標(biāo)的含義，然后根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式計算，然后根據(jù)計算的結(jié)果繪制圖行；
（3）二氧化碳能使全部的氫氧化鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣沉淀，此時繼續(xù)通入二氧化碳，生成的碳酸鈣沉淀與二氧化碳和水反應(yīng)生成可溶性的碳酸氫鈣，當(dāng)碳酸鈣全部轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈣時，溶液質(zhì)量達到最大值．

解答：解：（1）設(shè)3.7g氫氧化鈣可生成沉淀Xg（即燒杯中白色沉淀的最大值．）
Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O
74              100
3.7              X

74

100

=

3.7

X

X=5g
答：燒杯中白色沉淀的最大值是5g．
（2）設(shè)通入1.1g二氧化碳時，可生成沉淀ag，通入2.2g二氧化碳時，可生成沉淀bg．
Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O
          44    100
          1.1    a
          2.2    b
通過計算可知a=2.5g；b=5g．通過（1）題可知，燒杯中白色沉淀的最大值是5g，再繼續(xù)通入沉淀溶解，
設(shè)通入3.3g二氧化碳可溶解沉淀Xg，通入4.4g二氧化碳可溶解沉淀Yg，（因前面通入的二氧化碳都生成了沉淀，所以，3.3g相當(dāng)與1.1g，4.4g相當(dāng)與2.2g）
CaC0₃+H₂0+C0₂═Ca（HC0₃）₂
100       44
X         1.1
Y         2.2
計算的X=2.5g，Y=5g，
圖形如下：

說明：橫坐標(biāo)表示通入的二氧化碳的量，縱坐標(biāo)表示生成的沉淀．當(dāng)通入二氧化碳2.2g時產(chǎn)生沉淀最多，是5g；當(dāng)通入4.4g是沉淀完全消失．
（3）當(dāng)通入的二氧化碳的質(zhì)量是4.4g時，沉淀完全溶解，此時溶質(zhì)質(zhì)量和溶劑的質(zhì)量都到達最大值，所以此時燒杯中的溶液質(zhì)量是整個實驗過程中溶液質(zhì)量的最大值．
設(shè)當(dāng)通入4.4g二氧化碳時，生成Ca（HC0₃）₂mg
CaC0₃+H₂0+C0₂═Ca（HC0₃）₂
          44     162
          2.2     m
 

44

2.2

=

162

m

m=8.1g
在Ca（HC0₃）₂中Ca的質(zhì)量占

40

162

=

20

81

，所以此時溶液中鈣離子的質(zhì)量為：

20

81

×8.1=2g．
故答案為：4.4g；2g．

點評：本題主要考查化學(xué)方程式的書寫和有關(guān)多步反應(yīng)的化學(xué)方程式的計算，難度較大．