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7. (重庆九龙坡期中)地球是一个巨大的生态系统,森林对保护和改善人类的生存环境有着十分重要的作用。科学实验证明,1公顷柳杉林每月可以吸收$160\ \mathrm{kg}\ \ce{SO_{2}}$;用$\ce{CaO}$吸收二氧化硫的反应原理为$2\ce{SO_{2}}+\ce{O_{2}}+2\ce{CaO}\xlongequal{\phantom{2}}\ce{2CaSO_{4}}$。某火力发电厂每月要排放出$32\ \mathrm{t}\ \ce{SO_{2}}$,通过计算解答问题:
(1)若要完全吸收该厂排放出的$\ce{SO_{2}}$,则至少需要栽种柳杉林
(2)若用$\ce{CaO}$吸收该厂排放的$\ce{SO_{2}}$,则每月消耗含$\ce{CaO}$为$70\%$的原料质量是多少?
(3)若硫酸钙的市场报价为500元/t,则每月得到的硫酸钙可获得的价值为多少元?
(1)若要完全吸收该厂排放出的$\ce{SO_{2}}$,则至少需要栽种柳杉林
200
公顷。(2)若用$\ce{CaO}$吸收该厂排放的$\ce{SO_{2}}$,则每月消耗含$\ce{CaO}$为$70\%$的原料质量是多少?
(3)若硫酸钙的市场报价为500元/t,则每月得到的硫酸钙可获得的价值为多少元?
答案
7. (1) 200
(2) 解:设每月消耗 $\ce{CaO}$ 的质量是 $x$,生成硫酸钙的质量为 $y$。
$\ce{2SO_{2} + O_{2} + 2CaO\xlongequal{\;\;}2CaSO_{4}}$
$128\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 112\ \ \ \ \ \ \ 272$
$32\ \mathrm{t}\ \ \ \ \ \ \ x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ y$
$\dfrac{128}{112}=\dfrac{32\ \mathrm{t}}{x}$,$\dfrac{128}{272}=\dfrac{32\ \mathrm{t}}{y}$
解得:$x=28\ \mathrm{t}$,$y=68\ \mathrm{t}$。
则每月消耗含 $\ce{CaO}$ 为 $70\%$ 的原料质量为 $\dfrac{28\ \mathrm{t}}{70\%}=40\ \mathrm{t}$。
答:每月消耗含 $\ce{CaO}$ 为 $70\%$ 的原料质量是 $40\ \mathrm{t}$。
(3) 每月得到的硫酸钙可获得的价值为 $68\ \mathrm{t}×500$ 元/$t$=$34\ 000$ 元。
答:每月得到的硫酸钙可获得的价值为 34 000 元。
(2) 解:设每月消耗 $\ce{CaO}$ 的质量是 $x$,生成硫酸钙的质量为 $y$。
$\ce{2SO_{2} + O_{2} + 2CaO\xlongequal{\;\;}2CaSO_{4}}$
$128\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 112\ \ \ \ \ \ \ 272$
$32\ \mathrm{t}\ \ \ \ \ \ \ x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ y$
$\dfrac{128}{112}=\dfrac{32\ \mathrm{t}}{x}$,$\dfrac{128}{272}=\dfrac{32\ \mathrm{t}}{y}$
解得:$x=28\ \mathrm{t}$,$y=68\ \mathrm{t}$。
则每月消耗含 $\ce{CaO}$ 为 $70\%$ 的原料质量为 $\dfrac{28\ \mathrm{t}}{70\%}=40\ \mathrm{t}$。
答:每月消耗含 $\ce{CaO}$ 为 $70\%$ 的原料质量是 $40\ \mathrm{t}$。
(3) 每月得到的硫酸钙可获得的价值为 $68\ \mathrm{t}×500$ 元/$t$=$34\ 000$ 元。
答:每月得到的硫酸钙可获得的价值为 34 000 元。
8. (保定唐县期末)某同学为了测定鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数,称取 25 g 洗净、粉碎后的鸡蛋壳样品放于烧杯中,向烧杯中滴加稀盐酸(不考虑盐酸的挥发和气体的溶解,鸡蛋壳中其他成分不与稀盐酸反应),烧杯中剩余物质的质量与加入盐酸的质量之间的关系如图所示。问：
(1) 加入 100 g 稀盐酸后鸡蛋壳中的碳酸钙是否完全反应?
(2) 鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。
思维大爆炸
(1) 加入 100 g 稀盐酸后鸡蛋壳中的碳酸钙是否完全反应?
是
。(2) 鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。
思维大爆炸
答案
8. (1) 是
(2) 产生 $\ce{CO_{2}}$ 的总质量为 $25.0\ \mathrm{g}+150\ \mathrm{g}-165.1\ \mathrm{g}=9.9\ \mathrm{g}$。
解:设鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为 $x$。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl\xlongequal{\;\;}CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$
$100\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 44$
$25\ \mathrm{g}× x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 9.9\ \mathrm{g}$
$\dfrac{100}{44}=\dfrac{25\ \mathrm{g}× x}{9.9\ \mathrm{g}}$
解得:$x=90\%$。
答:鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为 $90\%$。
提示:(1) 在加入 100 g 稀盐酸后,再次加入 50 g 稀盐酸,烧杯中剩余物质的质量也增加了 50 g,所以加入 100 g 稀盐酸后鸡蛋壳中的碳酸钙已完全反应。
(2) 产生 $\ce{CO_{2}}$ 的总质量为 $25.0\ \mathrm{g}+150\ \mathrm{g}-165.1\ \mathrm{g}=9.9\ \mathrm{g}$。
解:设鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为 $x$。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl\xlongequal{\;\;}CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$
$100\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 44$
$25\ \mathrm{g}× x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 9.9\ \mathrm{g}$
$\dfrac{100}{44}=\dfrac{25\ \mathrm{g}× x}{9.9\ \mathrm{g}}$
解得:$x=90\%$。
答:鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为 $90\%$。
提示:(1) 在加入 100 g 稀盐酸后,再次加入 50 g 稀盐酸,烧杯中剩余物质的质量也增加了 50 g,所以加入 100 g 稀盐酸后鸡蛋壳中的碳酸钙已完全反应。
9. (镇江期末节选)铜锈成分的确定。
【查阅资料】
①铜锈的主要成分可以看成是 $a\ce{Cu(OH)_{2}} · b\ce{CuCO_{3}}$。
②$\ce{Cu(OH)_{2}}$、$\ce{CuCO_{3}}$ 受热易分解，各生成对应的两种氧化物。
③$\ce{Cu(OH)_{2}}$ 的分解温度为 $66\ °\mathrm{C}～68\ °\mathrm{C}$，$\ce{CuCO_{3}}$ 的分解温度为 $200\ °\mathrm{C}～220\ °\mathrm{C}$。
小组同学用热分析仪对 $a\ce{Cu(OH)_{2}} · b\ce{CuCO_{3}}$ 固体进行热分解，获得相关数据，绘成固体质量变化与分解温度的关系如下图所示，请根据图示回答下列问题：
(1) 写出 $AB$、$CD$ 段发生反应的化学方程式。
$AB$ 段：
$CD$ 段：
(2) $BC$ 段固体为
(3) 通过计算可得 $a:b = $
(4) 若将 $16.0\ \mathrm{g}$ 剩余固体继续加热到更高的温度，发现固体质量减少了 $1.6\ \mathrm{g}$ 后质量不再改变，写出此过程中可能发生反应的化学方程式：
【查阅资料】
①铜锈的主要成分可以看成是 $a\ce{Cu(OH)_{2}} · b\ce{CuCO_{3}}$。
②$\ce{Cu(OH)_{2}}$、$\ce{CuCO_{3}}$ 受热易分解，各生成对应的两种氧化物。
③$\ce{Cu(OH)_{2}}$ 的分解温度为 $66\ °\mathrm{C}～68\ °\mathrm{C}$，$\ce{CuCO_{3}}$ 的分解温度为 $200\ °\mathrm{C}～220\ °\mathrm{C}$。
小组同学用热分析仪对 $a\ce{Cu(OH)_{2}} · b\ce{CuCO_{3}}$ 固体进行热分解，获得相关数据，绘成固体质量变化与分解温度的关系如下图所示，请根据图示回答下列问题：
(1) 写出 $AB$、$CD$ 段发生反应的化学方程式。
$AB$ 段：
$\ce{Cu(OH)_{2}\xlongequal{\Delta}CuO + H_{2}O}$
；$CD$ 段：
$\ce{CuCO_{3}\xlongequal{\Delta}CuO + CO_{2}\uparrow}$
。(2) $BC$ 段固体为
$\ce{CuO}$、$\ce{CuCO_{3}}$
。(3) 通过计算可得 $a:b = $
$1:1$
。(4) 若将 $16.0\ \mathrm{g}$ 剩余固体继续加热到更高的温度，发现固体质量减少了 $1.6\ \mathrm{g}$ 后质量不再改变，写出此过程中可能发生反应的化学方程式：
$\ce{4CuO\xlongequal{\Delta}2Cu_{2}O + O_{2}\uparrow}$
。答案
9. (1) $\ce{Cu(OH)_{2}\xlongequal{\Delta}CuO + H_{2}O}$ $\ce{CuCO_{3}\xlongequal{\Delta}CuO + CO_{2}\uparrow}$
(2) $\ce{CuO}$、$\ce{CuCO_{3}}$
(3) $1:1$
(4) $\ce{4CuO\xlongequal{\Delta}2Cu_{2}O + O_{2}\uparrow}$
提示:(1) $\ce{Cu(OH)_{2}}$ 的分解温度为 $66\ °\mathrm{C}～68\ °\mathrm{C}$,生成的两种氧化物是氧化铜和水;$\ce{CuCO_{3}}$ 的分解温度为 $200\ °\mathrm{C}～220\ °\mathrm{C}$,生成的两种氧化物是氧化铜和二氧化碳。(2) $\ce{Cu(OH)_{2}}$ 的分解温度比 $\ce{CuCO_{3}}$ 的分解温度低,受热时氢氧化铜先分解,所以 $BC$ 段氢氧化铜已经完全分解,固体是反应生成的氧化铜以及还没有分解的碳酸铜。(3) $AB$ 段减少的是水的质量,设氢氧化铜的质量为 $x$。
$\ce{Cu(OH)_{2}\xlongequal{\Delta}CuO + H_{2}O}$
$98\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 18$
$x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 22.2\ \mathrm{g}-20.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{98}{18}=\dfrac{x}{22.2\ \mathrm{g}-20.4\ \mathrm{g}}$
解得:$x=9.8\ \mathrm{g}$。
$CD$ 段减少的是二氧化碳的质量,设碳酸铜的质量为 $y$。
$\ce{CuCO_{3}\xlongequal{\Delta}CuO + CO_{2}\uparrow}$
$124\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 44$
$y\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 20.4\ \mathrm{g}-16.0\ \mathrm{g}$
$\dfrac{124}{44}=\dfrac{y}{20.4\ \mathrm{g}-16.0\ \mathrm{g}}$
解得:$y=12.4\ \mathrm{g}$。
$\dfrac{9.8\ \mathrm{g}}{12.4\ \mathrm{g}}=\dfrac{98a}{124b}$
解得:$a:b=1:1$。
(4) 氧化铜加热后质量又会减少,应该是氧化铜中的氧元素转化为氧气;$16\ \mathrm{g}$ 氧化铜中氧元素的质量为 $16\ \mathrm{g}×(\dfrac{16}{80}×100\%)=3.2\ \mathrm{g}＞1.6\ \mathrm{g}$,说明是氧化铜中的部分氧元素转化为氧气;反应后固体中含有铜元素和氧元素,则反应后固体中铜、氧元素的原子个数比为 $\dfrac{16\ \mathrm{g}-3.2\ \mathrm{g}}{64}:\dfrac{3.2\ \mathrm{g}-1.6\ \mathrm{g}}{16}=2:1$,所以反应后固体的化学式为 $\ce{Cu_{2}O}$,故发生反应的化学方程式为 $\ce{4CuO\xlongequal{\Delta}2Cu_{2}O + O_{2}\uparrow}$。
(2) $\ce{CuO}$、$\ce{CuCO_{3}}$
(3) $1:1$
(4) $\ce{4CuO\xlongequal{\Delta}2Cu_{2}O + O_{2}\uparrow}$
提示:(1) $\ce{Cu(OH)_{2}}$ 的分解温度为 $66\ °\mathrm{C}～68\ °\mathrm{C}$,生成的两种氧化物是氧化铜和水;$\ce{CuCO_{3}}$ 的分解温度为 $200\ °\mathrm{C}～220\ °\mathrm{C}$,生成的两种氧化物是氧化铜和二氧化碳。(2) $\ce{Cu(OH)_{2}}$ 的分解温度比 $\ce{CuCO_{3}}$ 的分解温度低,受热时氢氧化铜先分解,所以 $BC$ 段氢氧化铜已经完全分解,固体是反应生成的氧化铜以及还没有分解的碳酸铜。(3) $AB$ 段减少的是水的质量,设氢氧化铜的质量为 $x$。
$\ce{Cu(OH)_{2}\xlongequal{\Delta}CuO + H_{2}O}$
$98\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 18$
$x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 22.2\ \mathrm{g}-20.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{98}{18}=\dfrac{x}{22.2\ \mathrm{g}-20.4\ \mathrm{g}}$
解得:$x=9.8\ \mathrm{g}$。
$CD$ 段减少的是二氧化碳的质量,设碳酸铜的质量为 $y$。
$\ce{CuCO_{3}\xlongequal{\Delta}CuO + CO_{2}\uparrow}$
$124\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 44$
$y\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 20.4\ \mathrm{g}-16.0\ \mathrm{g}$
$\dfrac{124}{44}=\dfrac{y}{20.4\ \mathrm{g}-16.0\ \mathrm{g}}$
解得:$y=12.4\ \mathrm{g}$。
$\dfrac{9.8\ \mathrm{g}}{12.4\ \mathrm{g}}=\dfrac{98a}{124b}$
解得:$a:b=1:1$。
(4) 氧化铜加热后质量又会减少,应该是氧化铜中的氧元素转化为氧气;$16\ \mathrm{g}$ 氧化铜中氧元素的质量为 $16\ \mathrm{g}×(\dfrac{16}{80}×100\%)=3.2\ \mathrm{g}＞1.6\ \mathrm{g}$,说明是氧化铜中的部分氧元素转化为氧气;反应后固体中含有铜元素和氧元素,则反应后固体中铜、氧元素的原子个数比为 $\dfrac{16\ \mathrm{g}-3.2\ \mathrm{g}}{64}:\dfrac{3.2\ \mathrm{g}-1.6\ \mathrm{g}}{16}=2:1$,所以反应后固体的化学式为 $\ce{Cu_{2}O}$,故发生反应的化学方程式为 $\ce{4CuO\xlongequal{\Delta}2Cu_{2}O + O_{2}\uparrow}$。
