Question

1．碳是形成化合物種類最多的元素，含碳物質是中學化學研究的重要內容．
（1）如圖1是元素周期表中的一格，碳的原子結構示意圖為．
（2）寫出由碳元素組成的兩種單質金剛石、石墨、C₆₀等其中兩種，碳的單質都是由碳元素組成，但它們的性質卻存在明顯差異，其原因是碳原子排列方式不同．
（3）“低碳生活”倡導低能量、低消耗，主要是為了減少CO₂（填化學式）的排放量．
  （4）甲、乙、丙、丁是初中化學常見的化合物，甲和乙中含有碳元素，丙能做干燥劑．它們之間有如圖2所示的轉化關系（部分物質和反應條件已略去）．則甲的化學式為CaCO₃；甲生成乙和丙的化學方程式為CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，乙和丁反應生成甲的化學方程式為Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．

（5）稱取12.5g石灰石（主要成分是CaCO₃，雜質不參加反應）放入燒杯中，向其中加入50g稀鹽酸，二者恰好完全反應．反應結束后稱量燒杯中剩余物質的總質量 為58.1g（不包括燒杯的質量，且氣體的溶解忽略不計）．試計算石灰石中雜質的質量分數(shù)．

Answer 1

分析 （1）碳是質子數(shù)為6的元素，其原子的核外電子排布為2，4．
（2）碳原子通過不同的排列方式形成了金剛石、石墨和足球烯等單質．
（3）“低碳生活”倡導低能量、低消耗，主要是為了減少CO₂ 的排放量．
（4）丙能做干燥劑，初中做干燥劑的一般為生石灰、濃硫酸，且丙為含碳化合物所得，所以應該為生石灰，甲為碳酸鈣，乙為二氧化碳，其余再推斷即可．
（5）根據質量守恒定律，可知質量差量就是生成的二氧化碳，根據二氧化碳的質量和化學方程式求算碳酸鈣的質量，進而求算樣品中雜質的質量分數(shù)．

解答 解：
（1）碳元素為質子數(shù)為6的元素，其原子的電子排布為2，4．故碳的原子結構示意圖為．
（2）由碳元素組成的兩種單質金剛石、石墨、C₆₀等（其中兩種，不主張寫C₇₀或者C₈₀等課外練習遇到的新物質），碳的單質都是由碳元素組成，但它們的性質卻存在明顯差異，其原因是碳原子排列方式不同．
（3）“低碳生活”倡導低能量、低消耗，主要是為了減少 CO₂（填化學式，注意要求是化學式，寫名稱不得分）的排放量．
  （4）丙能做干燥劑，初中做干燥劑的一般為生石灰、濃硫酸，且丙為含碳化合物所得，所以應該為生石灰，甲為碳酸鈣，乙為二氧化碳．而二氧化碳和生石灰得到的產物進一步反應得到碳酸鈣，所以丁為氫氧化鈣．則甲的化學式為CaCO₃；甲生成乙和丙就是碳酸鈣分解為二氧化碳和氧化鈣，其對應化學方程式為 CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，乙和丁反應生成甲，是二氧化碳和氫氧化鈣反應，生成碳酸鈣和水，對應的化學方程式為 Ca（OH）₂+CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaCO₃↓+H₂O．
（5）根據質量守恒定律可知，生成的二氧化碳的質量為12.5g+50g-58.1g=4.4g．
設12.5 g 石灰石樣品中含CaCO₃的質量為x
CaCO ₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                      44
x                                        4.4 g

 $\frac{100}{44}$=$\frac{x}{4.4g}$  
x=10 g
雜質的質量分數(shù)=$\frac{12.5g-10g}{12.5g}$×100%=20%
故答案為：
（1）（2）金剛石、石墨、C₆₀ 等其中兩種（有錯不給分）；碳原子排列方式不同；（3）CO₂；（4）CaCO₃；
CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ CaO+CO₂↑；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO ₃↓+H₂O；
（5）解：根據質量守恒定律可知，生成的二氧化碳的質量為12.5g+50g-58.1g=4.4g．
設12.5 g 石灰石樣品中含CaCO₃的質量為x
CaCO ₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                      44
x                                      4.4 g

 $\frac{100}{44}$=$\frac{x}{4.4g}$  
x=10 g
雜質的質量分數(shù)=$\frac{12.5g-10g}{12.5g}$×100%=20%

點評 根據質量守恒定律可以推測生成的氣體的質量，根據方程式計算對應物質．解題時要注意題目的要求，不要答非所問．