登录
4. 为了测定大理石中碳酸钙的质量分数，化学兴趣小组成员进行了如图所示的实验。（发生的反应为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$，杂质难溶于水也不与酸反应，过滤后滤渣损失忽略不计，氯化钙易溶于水）
(1)大理石中碳酸钙的质量分数是
(2)该实验过程中生成二氧化碳的质量是多少？（写出计算过程）
(1)大理石中碳酸钙的质量分数是
80%
。(2)该实验过程中生成二氧化碳的质量是多少？（写出计算过程）
答案
4. (1)80%
(2)解:设生成二氧化碳的质量为x。
参加反应的碳酸钙的质量为10 g-2 g=8 g。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
100 44
8 g x
$\dfrac{100}{44}=\dfrac{8\ \mathrm{g}}{x}$
$x=3.52\ \mathrm{g}$
答:生成二氧化碳的质量是3.52 g。
(2)解:设生成二氧化碳的质量为x。
参加反应的碳酸钙的质量为10 g-2 g=8 g。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
100 44
8 g x
$\dfrac{100}{44}=\dfrac{8\ \mathrm{g}}{x}$
$x=3.52\ \mathrm{g}$
答:生成二氧化碳的质量是3.52 g。
解析
【分析】首先，大理石中的杂质不与稀盐酸反应且难溶于水，反应后过滤得到的2g滤渣为杂质质量，由此可算出碳酸钙的质量；再根据质量分数公式计算碳酸钙的质量分数。计算二氧化碳质量时，利用碳酸钙与盐酸反应的化学方程式，代入碳酸钙的质量（10g-2g）进行计算，因盐酸过量，碳酸钙完全反应，可直接用碳酸钙质量求解。
【解析】
(1) 大理石中碳酸钙的质量 = 10g - 2g = 8g，
碳酸钙的质量分数 = $\dfrac{8\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{g}} × 100\% = 80\%$。
(2) 解：设生成二氧化碳的质量为x。
参加反应的碳酸钙质量为8g。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
$\dfrac{100}{44} = \dfrac{8\ \mathrm{g}}{x}$
$x = \dfrac{44 × 8\ \mathrm{g}}{100} = 3.52\ \mathrm{g}$
答：生成二氧化碳的质量是3.52g。
【答案】
(1)80%
(2)3.52g
【知识点】
根据化学方程式计算，质量分数计算，碳酸钙的化学性质
【点评】
本题结合实验流程考查基础化学计算，核心是明确滤渣为杂质以确定碳酸钙质量，是化学计算的典型基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
【解析】
(1) 大理石中碳酸钙的质量 = 10g - 2g = 8g，
碳酸钙的质量分数 = $\dfrac{8\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{g}} × 100\% = 80\%$。
(2) 解：设生成二氧化碳的质量为x。
参加反应的碳酸钙质量为8g。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
$\dfrac{100}{44} = \dfrac{8\ \mathrm{g}}{x}$
$x = \dfrac{44 × 8\ \mathrm{g}}{100} = 3.52\ \mathrm{g}$
答：生成二氧化碳的质量是3.52g。
【答案】
(1)80%
(2)3.52g
【知识点】
根据化学方程式计算，质量分数计算，碳酸钙的化学性质
【点评】
本题结合实验流程考查基础化学计算，核心是明确滤渣为杂质以确定碳酸钙质量，是化学计算的典型基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
5.二氧化锰因应用广泛而备受关注。某研究小组采用图1装置通过焙烧$\ce{MnCO_{3}}$制取$\ce{MnO_{2}}$,发生反应的化学方程式为$\ce{2MnCO_{3} + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CO_{2} + 2MnO_{2}}$。
(1)实验过程中,石英管内剩余固体的质量和成分随温度的变化如图2所示,则焙烧$\ce{MnCO_{3}}$制取$\ce{MnO_{2}}$应该控制反应的温度不高于
(2)若加热到300~900 ℃时,锰的氧化物会分解产生一种常见气体,该气体为
(3)试根据化学方程式计算46.0 g $\ce{MnCO_{3}}$通过焙烧最多制得的$\ce{MnO_{2}}$的质量。(请写出计算过程)
(4)整个反应过程中,固体中的
(1)实验过程中,石英管内剩余固体的质量和成分随温度的变化如图2所示,则焙烧$\ce{MnCO_{3}}$制取$\ce{MnO_{2}}$应该控制反应的温度不高于
300
℃。(2)若加热到300~900 ℃时,锰的氧化物会分解产生一种常见气体,该气体为
$\ce{O_{2}}$
(填化学式)。(3)试根据化学方程式计算46.0 g $\ce{MnCO_{3}}$通过焙烧最多制得的$\ce{MnO_{2}}$的质量。(请写出计算过程)
(4)整个反应过程中,固体中的
锰
元素质量不变;若把反应温度控制在900 ℃,充分反应后石英管内剩余固体氧化物A的化学式为$\ce{MnO}$
。答案
5. (1)300 (2)$\ce{O_{2}}$
(3)解:设46.0 g $\ce{MnCO_{3}}$通过焙烧最多制得$\ce{MnO_{2}}$的质量为x。
$\ce{2MnCO_{3} + O_{2}\xlongequal{\Delta}2CO_{2} + 2MnO_{2}}$
230 174
46.0 g x
$\dfrac{230}{174}=\dfrac{46.0\ \mathrm{g}}{x},x=34.8\ \mathrm{g}$
答:46.0 g $\ce{MnCO_{3}}$通过焙烧最多制得$\ce{MnO_{2}}$的质量为34.8 g。
(4)锰 $\ce{MnO}$
(3)解:设46.0 g $\ce{MnCO_{3}}$通过焙烧最多制得$\ce{MnO_{2}}$的质量为x。
$\ce{2MnCO_{3} + O_{2}\xlongequal{\Delta}2CO_{2} + 2MnO_{2}}$
230 174
46.0 g x
$\dfrac{230}{174}=\dfrac{46.0\ \mathrm{g}}{x},x=34.8\ \mathrm{g}$
答:46.0 g $\ce{MnCO_{3}}$通过焙烧最多制得$\ce{MnO_{2}}$的质量为34.8 g。
(4)锰 $\ce{MnO}$
解析
【分析】
本题围绕焙烧MnCO₃制取MnO₂的反应，结合图像、元素守恒和化学计算考查相关知识。(1)需通过图像判断制取MnO₂的最高温度，避免产物分解；(2)根据锰的氧化物分解的反应原理，确定产生的常见气体；(3)利用化学方程式，结合MnCO₃和MnO₂的质量关系进行计算；(4)依据元素守恒判断固体中不变的元素，结合温度分析900℃时的剩余固体氧化物。
【解析】
(1)观察图2可知，温度高于300℃时，MnO₂的质量随温度升高而减少，说明MnO₂会分解，因此制取MnO₂应控制反应温度不高于300℃。
(2)加热到300~900℃时，锰的氧化物分解，结合反应原理，MnO₂分解会产生常见气体O₂。
(3)设46.0 g MnCO₃通过焙烧最多制得MnO₂的质量为x。
$\ce{2MnCO_{3} + O_{2}\xlongequal{\Delta}2CO_{2} + 2MnO_{2}}$
MnCO₃的相对分子质量：55+12+16×3=115，2个MnCO₃的总相对质量为2×115=230；MnO₂的相对分子质量：55+16×2=87，2个MnO₂的总相对质量为2×87=174。
列比例式：$\dfrac{230}{174}=\dfrac{46.0\ \mathrm{g}}{x}$，解得x=34.8 g。
(4)反应前后元素守恒，固体中的锰元素质量不变；温度控制在900℃时，MnO₂分解生成MnO，因此剩余固体氧化物为MnO。
【答案】
(1)300；(2)$\ce{O_{2}}$；(3)46.0 g $\ce{MnCO_{3}}$通过焙烧最多制得$\ce{MnO_{2}}$的质量为34.8 g；(4)锰；$\ce{MnO}$
【知识点】
化学方程式计算、元素守恒、物质分解反应
【点评】
本题结合图像分析、化学计算和元素守恒，考查学生对反应条件、产物判断及计算的掌握，需仔细分析图像和反应原理，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕焙烧MnCO₃制取MnO₂的反应，结合图像、元素守恒和化学计算考查相关知识。(1)需通过图像判断制取MnO₂的最高温度，避免产物分解；(2)根据锰的氧化物分解的反应原理，确定产生的常见气体；(3)利用化学方程式，结合MnCO₃和MnO₂的质量关系进行计算；(4)依据元素守恒判断固体中不变的元素，结合温度分析900℃时的剩余固体氧化物。
【解析】
(1)观察图2可知，温度高于300℃时，MnO₂的质量随温度升高而减少，说明MnO₂会分解，因此制取MnO₂应控制反应温度不高于300℃。
(2)加热到300~900℃时，锰的氧化物分解，结合反应原理，MnO₂分解会产生常见气体O₂。
(3)设46.0 g MnCO₃通过焙烧最多制得MnO₂的质量为x。
$\ce{2MnCO_{3} + O_{2}\xlongequal{\Delta}2CO_{2} + 2MnO_{2}}$
MnCO₃的相对分子质量：55+12+16×3=115，2个MnCO₃的总相对质量为2×115=230；MnO₂的相对分子质量：55+16×2=87，2个MnO₂的总相对质量为2×87=174。
列比例式：$\dfrac{230}{174}=\dfrac{46.0\ \mathrm{g}}{x}$，解得x=34.8 g。
(4)反应前后元素守恒，固体中的锰元素质量不变；温度控制在900℃时，MnO₂分解生成MnO，因此剩余固体氧化物为MnO。
【答案】
(1)300；(2)$\ce{O_{2}}$；(3)46.0 g $\ce{MnCO_{3}}$通过焙烧最多制得$\ce{MnO_{2}}$的质量为34.8 g；(4)锰；$\ce{MnO}$
【知识点】
化学方程式计算、元素守恒、物质分解反应
【点评】
本题结合图像分析、化学计算和元素守恒，考查学生对反应条件、产物判断及计算的掌握，需仔细分析图像和反应原理，难度适中。
【难度系数】
0.5
