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8. 工业上，高温煅烧石灰石可制取生石灰（$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$）。现有100 g $\ce{CaCO_{3}}$样品，高温煅烧一段时间后，剩余固体的质量为67 g。下列推断不符合客观事实的是（
A.生成$\ce{CO_{2}}$的质量是33 g
B.生成物中$\ce{CaO}$的质量是42 g
C.剩余固体中钙元素的质量分数大于40%
D.剩余固体中碳元素与氧元素的质量之比大于1：4
D
）A.生成$\ce{CO_{2}}$的质量是33 g
B.生成物中$\ce{CaO}$的质量是42 g
C.剩余固体中钙元素的质量分数大于40%
D.剩余固体中碳元素与氧元素的质量之比大于1：4
答案
D 提示:根据质量守恒定律,二氧化碳的质量为$100\ \mathrm{g}-67\ \mathrm{g}=33\ \mathrm{g}$。设生成$\ce{CaO}$的质量为x。
$\ce{CaCO_{3}}\xlongequal{高温}\ce{CaO}+\ce{CO_{2}}↑$
56 44
x 33 g
$\frac{56}{44}=\frac{x}{33\ \mathrm{g}}$
解得:$x=42\ \mathrm{g}$。
反应前后的钙元素质量不变,钙元素质量为$100\ \mathrm{g}×(\frac{40}{100}×100\%)=40\ \mathrm{g}$,则剩余固体中钙元素的质量分数为$\frac{40\ \mathrm{g}}{67\ \mathrm{g}}×100\%≈59.7\%＞40\%$。剩余的固体中氧化钙为42 g,碳酸钙为$67\ \mathrm{g}-42\ \mathrm{g}=25\ \mathrm{g}$,则剩余固体中碳元素的质量为$25\ \mathrm{g}×(\frac{12}{100}×100\%)=3\ \mathrm{g}$,氧元素的质量为$67\ \mathrm{g}-3\ \mathrm{g}-40\ \mathrm{g}=24\ \mathrm{g}$,两者质量之比为$3\ \mathrm{g}:24\ \mathrm{g}=1:8＜1:4$。
$\ce{CaCO_{3}}\xlongequal{高温}\ce{CaO}+\ce{CO_{2}}↑$
56 44
x 33 g
$\frac{56}{44}=\frac{x}{33\ \mathrm{g}}$
解得:$x=42\ \mathrm{g}$。
反应前后的钙元素质量不变,钙元素质量为$100\ \mathrm{g}×(\frac{40}{100}×100\%)=40\ \mathrm{g}$,则剩余固体中钙元素的质量分数为$\frac{40\ \mathrm{g}}{67\ \mathrm{g}}×100\%≈59.7\%＞40\%$。剩余的固体中氧化钙为42 g,碳酸钙为$67\ \mathrm{g}-42\ \mathrm{g}=25\ \mathrm{g}$,则剩余固体中碳元素的质量为$25\ \mathrm{g}×(\frac{12}{100}×100\%)=3\ \mathrm{g}$,氧元素的质量为$67\ \mathrm{g}-3\ \mathrm{g}-40\ \mathrm{g}=24\ \mathrm{g}$,两者质量之比为$3\ \mathrm{g}:24\ \mathrm{g}=1:8＜1:4$。
解析
【分析】
本题围绕碳酸钙高温分解的反应，需通过质量守恒定律确定生成二氧化碳的质量，再利用化学方程式计算生成氧化钙的质量，接着结合钙元素守恒分析剩余固体中钙元素的质量分数，最后计算剩余固体中碳、氧元素的质量比，逐一判断选项是否符合事实。
【解析】
1. 根据质量守恒定律，化学反应前后物质总质量不变，生成$\ce{CO_{2}}$的质量为：$100\ \mathrm{g} - 67\ \mathrm{g} = 33\ \mathrm{g}$，故A选项正确；
2. 设生成$\ce{CaO}$的质量为$x$，反应的化学方程式为$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$，各物质相对质量：$\ce{CaO}$为56，$\ce{CO_{2}}$为44，列比例式$\frac{56}{44} = \frac{x}{33\ \mathrm{g}}$，解得$x = 42\ \mathrm{g}$，故B选项正确；
3. 反应前$100\ \mathrm{g}\ \ce{CaCO_{3}}$中钙元素质量为：$100\ \mathrm{g} × \frac{40}{100} = 40\ \mathrm{g}$，反应后钙元素全部留在剩余固体中，剩余固体质量为$67\ \mathrm{g}$，因此剩余固体中钙元素的质量分数为$\frac{40\ \mathrm{g}}{67\ \mathrm{g}} × 100\% ≈ 59.7\% ＞ 40\%$，故C选项正确；
4. 剩余固体中$\ce{CaO}$质量为$42\ \mathrm{g}$，则未反应的$\ce{CaCO_{3}}$质量为：$67\ \mathrm{g} - 42\ \mathrm{g} = 25\ \mathrm{g}$；剩余固体中的碳元素仅来自未反应的$\ce{CaCO_{3}}$，碳元素质量为：$25\ \mathrm{g} × \frac{12}{100} = 3\ \mathrm{g}$；剩余固体中的氧元素质量为：$67\ \mathrm{g} - 3\ \mathrm{g} - 40\ \mathrm{g} = 24\ \mathrm{g}$；因此碳元素与氧元素的质量比为$3\ \mathrm{g}:24\ \mathrm{g} = 1:8 ＜ 1:4$，故D选项错误，符合题意。
【答案】
D
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式计算、元素质量比
【点评】
本题综合考查化学计算的多个核心考点，要求学生熟练运用质量守恒定律、化学方程式进行定量分析，同时需准确判断剩余固体中各元素的来源，对学生的逻辑分析和计算能力有一定要求，是一道典型的化学计算综合题。
【难度系数】
0.5
本题围绕碳酸钙高温分解的反应，需通过质量守恒定律确定生成二氧化碳的质量，再利用化学方程式计算生成氧化钙的质量，接着结合钙元素守恒分析剩余固体中钙元素的质量分数，最后计算剩余固体中碳、氧元素的质量比，逐一判断选项是否符合事实。
【解析】
1. 根据质量守恒定律，化学反应前后物质总质量不变，生成$\ce{CO_{2}}$的质量为：$100\ \mathrm{g} - 67\ \mathrm{g} = 33\ \mathrm{g}$，故A选项正确；
2. 设生成$\ce{CaO}$的质量为$x$，反应的化学方程式为$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$，各物质相对质量：$\ce{CaO}$为56，$\ce{CO_{2}}$为44，列比例式$\frac{56}{44} = \frac{x}{33\ \mathrm{g}}$，解得$x = 42\ \mathrm{g}$，故B选项正确；
3. 反应前$100\ \mathrm{g}\ \ce{CaCO_{3}}$中钙元素质量为：$100\ \mathrm{g} × \frac{40}{100} = 40\ \mathrm{g}$，反应后钙元素全部留在剩余固体中，剩余固体质量为$67\ \mathrm{g}$，因此剩余固体中钙元素的质量分数为$\frac{40\ \mathrm{g}}{67\ \mathrm{g}} × 100\% ≈ 59.7\% ＞ 40\%$，故C选项正确；
4. 剩余固体中$\ce{CaO}$质量为$42\ \mathrm{g}$，则未反应的$\ce{CaCO_{3}}$质量为：$67\ \mathrm{g} - 42\ \mathrm{g} = 25\ \mathrm{g}$；剩余固体中的碳元素仅来自未反应的$\ce{CaCO_{3}}$，碳元素质量为：$25\ \mathrm{g} × \frac{12}{100} = 3\ \mathrm{g}$；剩余固体中的氧元素质量为：$67\ \mathrm{g} - 3\ \mathrm{g} - 40\ \mathrm{g} = 24\ \mathrm{g}$；因此碳元素与氧元素的质量比为$3\ \mathrm{g}:24\ \mathrm{g} = 1:8 ＜ 1:4$，故D选项错误，符合题意。
【答案】
D
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式计算、元素质量比
【点评】
本题综合考查化学计算的多个核心考点，要求学生熟练运用质量守恒定律、化学方程式进行定量分析，同时需准确判断剩余固体中各元素的来源，对学生的逻辑分析和计算能力有一定要求，是一道典型的化学计算综合题。
【难度系数】
0.5
9. (2025·安徽模拟)铜是人类最早使用的金属之一。我国铜冶炼技术具有悠久的历史。常见的方法为湿法炼铜和火法炼铜两种，方案如下：
方案一：$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$；
方案二：$\ce{Cu_{2}S + O_{2} \xlongequal{\Delta} SO_{2} + 2Cu}$。
（1）上述两种炼铜的方案中，对环境比较友好的是
（2）利用500 t含$\ce{Cu_{2}S}$ 80%的铜矿石作为原料进行火法炼铜，理论上可炼出铜的质量为多少？（结合化学方程式写出计算过程）
方案一：$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$；
方案二：$\ce{Cu_{2}S + O_{2} \xlongequal{\Delta} SO_{2} + 2Cu}$。
（1）上述两种炼铜的方案中，对环境比较友好的是
方案一
。（2）利用500 t含$\ce{Cu_{2}S}$ 80%的铜矿石作为原料进行火法炼铜，理论上可炼出铜的质量为多少？（结合化学方程式写出计算过程）
答案
9. (1) 方案一
(2) 500 t含$\ce{Cu_{2}S}$ 80%的铜矿石中$\ce{Cu_{2}S}$的质量为$500\ \mathrm{t}×80\%=400\ \mathrm{t}$。
解:设理论上可炼铜的质量为x。
$\ce{Cu_{2}S}+\ce{O_{2}}\xlongequal{△}\ce{SO_{2}}+2\ce{Cu}$
160 128
400 t x
$\frac{160}{128}=\frac{400\ \mathrm{t}}{x}$
解得:$x=320\ \mathrm{t}$。
答:理论上可炼出铜的质量为320 t。
提示:(1) 上述两种炼铜的方案中,对环境比较友好的是方案一,没有污染物$\ce{SO_{2}}$生成。
(2) 500 t含$\ce{Cu_{2}S}$ 80%的铜矿石中$\ce{Cu_{2}S}$的质量为$500\ \mathrm{t}×80\%=400\ \mathrm{t}$。
解:设理论上可炼铜的质量为x。
$\ce{Cu_{2}S}+\ce{O_{2}}\xlongequal{△}\ce{SO_{2}}+2\ce{Cu}$
160 128
400 t x
$\frac{160}{128}=\frac{400\ \mathrm{t}}{x}$
解得:$x=320\ \mathrm{t}$。
答:理论上可炼出铜的质量为320 t。
提示:(1) 上述两种炼铜的方案中,对环境比较友好的是方案一,没有污染物$\ce{SO_{2}}$生成。
解析
【分析】
首先对比两个炼铜方案的产物：方案一反应生成硫酸亚铁和铜，无有害气体；方案二反应生成二氧化硫，属于空气污染物，因此环境友好的是方案一。计算部分需先算出矿石中硫化亚铜的纯质量，再根据化学方程式中硫化亚铜与铜的质量比，通过设未知数列比例式求解铜的质量，计算时要注意相对分子质量的计算和比例式的规范书写。
【解析】
（1）分析两个方案的产物：方案一$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$，产物为硫酸亚铁和铜，无污染物；方案二$\ce{Cu_{2}S + O_{2} \xlongequal{\Delta} SO_{2} + 2Cu}$，生成的$\ce{SO_{2}}$是空气污染物，会引发酸雨等环境问题，因此对环境友好的是方案一。
（2）计算过程：
① 计算矿石中$\ce{Cu_{2}S}$的质量：$500\ \mathrm{t}×80\% = 400\ \mathrm{t}$；
② 设理论上可炼出铜的质量为$x$；
③ 写出化学方程式及相关物质的相对质量：
$\ce{Cu_{2}S + O_{2} \xlongequal{\Delta} SO_{2} + 2Cu}$
相对质量：160（$\ce{Cu_{2}S}$的相对分子质量：$64×2 + 32 = 160$），128（2个Cu的相对原子质量：$2×64 = 128$）；
④ 列比例式求解：$\frac{160}{128} = \frac{400\ \mathrm{t}}{x}$，解得$x = 320\ \mathrm{t}$；
答：理论上可炼出铜的质量为320 t。
【答案】
（1）方案一；（2）320 t
【知识点】
根据化学方程式计算、化学与环境评价、化学方程式的应用
【点评】
本题结合工业炼铜的实际情境，既考查了化学方程式的计算规范，又涉及了化学反应产物的环保性判断，属于基础应用类题目，注重学生对化学知识在实际问题中的运用能力。
【难度系数】
0.6
首先对比两个炼铜方案的产物：方案一反应生成硫酸亚铁和铜，无有害气体；方案二反应生成二氧化硫，属于空气污染物，因此环境友好的是方案一。计算部分需先算出矿石中硫化亚铜的纯质量，再根据化学方程式中硫化亚铜与铜的质量比，通过设未知数列比例式求解铜的质量，计算时要注意相对分子质量的计算和比例式的规范书写。
【解析】
（1）分析两个方案的产物：方案一$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$，产物为硫酸亚铁和铜，无污染物；方案二$\ce{Cu_{2}S + O_{2} \xlongequal{\Delta} SO_{2} + 2Cu}$，生成的$\ce{SO_{2}}$是空气污染物，会引发酸雨等环境问题，因此对环境友好的是方案一。
（2）计算过程：
① 计算矿石中$\ce{Cu_{2}S}$的质量：$500\ \mathrm{t}×80\% = 400\ \mathrm{t}$；
② 设理论上可炼出铜的质量为$x$；
③ 写出化学方程式及相关物质的相对质量：
$\ce{Cu_{2}S + O_{2} \xlongequal{\Delta} SO_{2} + 2Cu}$
相对质量：160（$\ce{Cu_{2}S}$的相对分子质量：$64×2 + 32 = 160$），128（2个Cu的相对原子质量：$2×64 = 128$）；
④ 列比例式求解：$\frac{160}{128} = \frac{400\ \mathrm{t}}{x}$，解得$x = 320\ \mathrm{t}$；
答：理论上可炼出铜的质量为320 t。
【答案】
（1）方案一；（2）320 t
【知识点】
根据化学方程式计算、化学与环境评价、化学方程式的应用
【点评】
本题结合工业炼铜的实际情境，既考查了化学方程式的计算规范，又涉及了化学反应产物的环保性判断，属于基础应用类题目，注重学生对化学知识在实际问题中的运用能力。
【难度系数】
0.6
10. (2025·邯郸肥乡期末)小林对某品牌牙膏样品中的碳酸钙含量进行测定。小林称取10.0 g牙膏样品，加入足量5%的稀盐酸，按如图所示装置实验(已知：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$)，记录数据如下(牙膏中其他成分不与盐酸反应)。请计算：
（1）反应结束时，产生二氧化碳的质量是
（2）牙膏样品中碳酸钙的质量分数是多少？(写出完整计算步骤)
（3）经查实，上述方法所测得牙膏中碳酸钙含量偏小(实验操作规范)，导致偏小的原因可能是
A. 有水蒸气逸出
B. 盐酸挥发
C. 锥形瓶内残留二氧化碳
（1）反应结束时，产生二氧化碳的质量是
2.2 g
。（2）牙膏样品中碳酸钙的质量分数是多少？(写出完整计算步骤)
（3）经查实，上述方法所测得牙膏中碳酸钙含量偏小(实验操作规范)，导致偏小的原因可能是
C
(填字母)。A. 有水蒸气逸出
B. 盐酸挥发
C. 锥形瓶内残留二氧化碳
答案
10. (1) 2.2 g
(2) 解:设牙膏样品中碳酸钙的质量为x。
$\ce{CaCO_{3}}+2\ce{HCl}\xlongequal{}\ce{CaCl_{2}}+\ce{H_{2}O}+\ce{CO_{2}}↑$
100 44
x 2.2 g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{2.2\ \mathrm{g}}$
解得:$x=5\ \mathrm{g}$。
牙膏样品中碳酸钙的质量分数为$\frac{5\ \mathrm{g}}{10.0\ \mathrm{g}}×100\%=50\%$
答:牙膏样品中碳酸钙的质量分数为50%。
(3) C
提示:(1) 生成二氧化碳的质量为$261.0\ \mathrm{g}-258.8\ \mathrm{g}=2.2\ \mathrm{g}$。(3) 有水蒸气逸出、盐酸挥发,装置和试剂的总质量减少,即二氧化碳的质量偏大,导致所测得牙膏中碳酸钙含量偏大;锥形瓶内残留二氧化碳,装置和试剂的总质量偏大,即二氧化碳的质量偏小,导致所测得牙膏中碳酸钙含量偏小。
(2) 解:设牙膏样品中碳酸钙的质量为x。
$\ce{CaCO_{3}}+2\ce{HCl}\xlongequal{}\ce{CaCl_{2}}+\ce{H_{2}O}+\ce{CO_{2}}↑$
100 44
x 2.2 g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{2.2\ \mathrm{g}}$
解得:$x=5\ \mathrm{g}$。
牙膏样品中碳酸钙的质量分数为$\frac{5\ \mathrm{g}}{10.0\ \mathrm{g}}×100\%=50\%$
答:牙膏样品中碳酸钙的质量分数为50%。
(3) C
提示:(1) 生成二氧化碳的质量为$261.0\ \mathrm{g}-258.8\ \mathrm{g}=2.2\ \mathrm{g}$。(3) 有水蒸气逸出、盐酸挥发,装置和试剂的总质量减少,即二氧化碳的质量偏大,导致所测得牙膏中碳酸钙含量偏大;锥形瓶内残留二氧化碳,装置和试剂的总质量偏大,即二氧化碳的质量偏小,导致所测得牙膏中碳酸钙含量偏小。
解析
【分析】
首先利用质量守恒定律，通过反应前后装置及药品的总质量差计算生成二氧化碳的质量；再根据碳酸钙与盐酸反应的化学方程式，由二氧化碳的质量计算碳酸钙的质量，进而求出其质量分数；最后分析各选项对测得二氧化碳质量的影响，判断碳酸钙含量的误差情况。
【解析】
（1）根据质量守恒定律，反应生成二氧化碳的质量为反应前后装置及药品的总质量差，即：$261.0\ \mathrm{g} - 258.8\ \mathrm{g} = 2.2\ \mathrm{g}$。
（2）设牙膏样品中碳酸钙的质量为$x$。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
100 44
$x$ 2.2 g
$\frac{100}{44} = \frac{x}{2.2\ \mathrm{g}}$
解得：$x = 5\ \mathrm{g}$。
牙膏样品中碳酸钙的质量分数为：$\frac{5\ \mathrm{g}}{10.0\ \mathrm{g}} × 100\% = 50\%$。
（3）分析选项：A. 水蒸气逸出会使总质量减少量偏大，测得二氧化碳质量偏大，碳酸钙含量偏大；B. 盐酸挥发同样使总质量减少量偏大，测得二氧化碳质量偏大，碳酸钙含量偏大；C. 锥形瓶内残留二氧化碳会使总质量减少量偏小，测得二氧化碳质量偏小，碳酸钙含量偏小，故选C。
【答案】
（1）2.2 g；（2）50%；（3）C
【知识点】
化学方程式计算、质量守恒定律、实验误差分析
【点评】
本题结合实验测定与化学计算，考查了质量守恒定律的应用、化学方程式的计算及实验误差分析，要求学生掌握实验原理与计算步骤，同时能准确分析误差产生的原因，是一道综合性适中的化学计算题。
【难度系数】
0.6
首先利用质量守恒定律，通过反应前后装置及药品的总质量差计算生成二氧化碳的质量；再根据碳酸钙与盐酸反应的化学方程式，由二氧化碳的质量计算碳酸钙的质量，进而求出其质量分数；最后分析各选项对测得二氧化碳质量的影响，判断碳酸钙含量的误差情况。
【解析】
（1）根据质量守恒定律，反应生成二氧化碳的质量为反应前后装置及药品的总质量差，即：$261.0\ \mathrm{g} - 258.8\ \mathrm{g} = 2.2\ \mathrm{g}$。
（2）设牙膏样品中碳酸钙的质量为$x$。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
100 44
$x$ 2.2 g
$\frac{100}{44} = \frac{x}{2.2\ \mathrm{g}}$
解得：$x = 5\ \mathrm{g}$。
牙膏样品中碳酸钙的质量分数为：$\frac{5\ \mathrm{g}}{10.0\ \mathrm{g}} × 100\% = 50\%$。
（3）分析选项：A. 水蒸气逸出会使总质量减少量偏大，测得二氧化碳质量偏大，碳酸钙含量偏大；B. 盐酸挥发同样使总质量减少量偏大，测得二氧化碳质量偏大，碳酸钙含量偏大；C. 锥形瓶内残留二氧化碳会使总质量减少量偏小，测得二氧化碳质量偏小，碳酸钙含量偏小，故选C。
【答案】
（1）2.2 g；（2）50%；（3）C
【知识点】
化学方程式计算、质量守恒定律、实验误差分析
【点评】
本题结合实验测定与化学计算，考查了质量守恒定律的应用、化学方程式的计算及实验误差分析，要求学生掌握实验原理与计算步骤，同时能准确分析误差产生的原因，是一道综合性适中的化学计算题。
【难度系数】
0.6
