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    15．苏州某中学学习小组考察过溶洞后，为溶洞中形态各异的石笋和钟乳石而惊叹，决定设计和实施简单的实验--模拟溶洞的“形成”．查得如下资料：
    溶洞都分布在石灰岩组成的山地中，石灰岩的主要成分是碳酸钙，当遇到溶有二氧化碳的水时，会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2
    溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时，溶解在水里的碳酸氢钙就会分解，重新生成碳酸钙沉积下来，同时放出二氧化碳：Ca（HCO3）2=CaCO3+CO2↑+H2O
    洞顶的水在慢慢向下渗透时，水中的碳酸氢钙发生上述反应，有的沉积在洞顶，有的沉积在洞底，日积月累，洞顶的形成钟乳石，洞底的形成石笋，当钟乳石与石笋相连时就形成石柱．
    （1）他们设计并完成了模拟溶洞“形成”的实验．其实验过程如图，试回答：

    实现转化①需要通入足量的气体A，A的化学式是CO2；B溶液中溶质的化学式是Ca（HCO3）2；
    实现转化②，通常采用的基本操作方法是加热．
    （2）他们用采集的石灰岩样品进行相关实验．将采集到的样品用水冲洗后晾干，称取20.00g样品平均分成两份，分别与足量相同质量分数的稀盐酸反应进行下列测定（如图2），经数据处理得到释放出二氧化碳的质量与反应时间的关系图（如图3）．

    ①图2所示实验中数据记录纸上应该连续记录的实验数据是电子天平示数（或锥形瓶体系质量）和计时器示数（或反应时间）．
    ②由图3中曲线可以看出，固体物质与液体物质反应，当其他条件相同时，接触面积越大，其反应速率越小．
    ③试求样品中碳酸钙的质量分数（假设样品中其他杂质不参加反应，不考虑水、氯化氢逸出）．

    分析 （1）由图示的现象和提供的信息，可以得出本小题的答案．
    （2）①结合题干、图1和图2中的量，可以得到本小题的答案．
    ②由图2中的图象对比可以得出本小题的答案．
    ③由石灰石的质量和图2中所示的二氧化碳的质量，根据碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式可以计算出样品中碳酸钙的质量分数．

    解答 解：（1）由图中不溶性的碳酸钙经转化①变成可溶性的，结合题干中的信息“石灰岩的主要成分是碳酸钙，当遇到溶有二氧化碳的水时，会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙：CaCO3+CO2+H2O═Ca（HCO3）2”可知气体A是二氧化碳，其化学式为CO2；B中的溶质是碳酸氢钙，其化学式为Ca（HCO3）2．
    由图中可溶性的碳酸氢钙经转化②变成不溶性的碳酸钙，结合题干中提供的信息“溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时，溶解在水里的碳酸氢钙就会分解，重新生成碳酸钙沉积下来，同时放出二氧化碳：Ca（HCO3）2═CaCO3↓+CO2↑+H2O”可知能实现这一转化的方法有加热或减压，两方法中加热是通常采用的基本操作方法．
    （2）①结合图2所示的两个量可知图1中实验中数据记录纸上应该连续记录的实验数据是电子天平示数（或锥形瓶体系质量）和计时器示数（或反应时间）．
    ②由图2所示的图象可知：在反应结束前某一温度时，粉末状的石灰岩产生的二氧化碳多，是由于粉末状的石灰岩与稀盐酸的接触面积大，因此反应速率快；块状的石灰岩产生的二氧化碳少，是由于块状的石灰岩与稀盐酸的接触面积小，因此反应速率慢．
    ③设每份样品中CaCO3的质量为x．
    CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
    100                                    44
     x                                   3.30g
    $\frac{100}{x}=\frac{44}{3.30g}$
    x=7.50g
    样品中碳酸钙的质量分数为$\frac{7.50g}{240g÷2}$×100%=62.5%
    故答案为：
    （1）CO2；Ca（HCO3）2；加热；
    （2）①电子天平示数（或锥形瓶体系质量）；计时器示数（或反应时间）（答案不分先后顺序）
    ②大快，（或小慢）；
    ③样品中碳酸钙的质量分数为62.5%

    点评 本题主要考查分析和应用信息解答实际问题的能力、影响反应速率的因素和有关化学方程式的计算，难度较大．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：初中化学 来源： 题型：解答题

    5．金属材料是现代生活和工业生产中应用极为普遍的一类物质．
    （1）钛合金是21世纪的重要材料，具有熔点高、可塑性好、抗腐蚀性强、与人体有很好的“相容性”等优良性能．金属的下列用途：①用来做保险丝 ②用来制人造骨 ③用于制造船舶 ④用于制造航天飞机．其中与钛合金性能符合的是②③④（填序号）．
    （2）铁是一种最主要的金属材料，实验室里用一氧化碳还原氧化铁得到铁，实验过程中，先通入一氧化碳目的是排尽管内的空气，防止发生爆炸．炼铁厂常以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下：

    写出②③两步的化学方程式CO2+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO、3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
    （3）矿物的储量有限，而且不可再生，我们必须保护金属资源并进行金属的回收利用．
    某兴趣小组同学欲从含有硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜的废液中，回收全部金属铜，应先加入稍过量铁粉，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu、Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑．充分反应后过滤，滤渣中含有Fe、Cu．继续处理可以得到纯净的金属铜和硫酸亚铁固体．
    （4）在学习了金属资源保护内容以后，兴趣小组同学对金属的锈蚀做了观察，发现残留水的铁锅在与水面接触的部位最易生锈；家用的铜质水龙头也生了一层绿色的铜锈．回忆已有的知识，铁生锈的原因是铁与空气中的O2、H2O同时接触．那么铜生锈的原因是什么？查阅有关资料：铜锈的主要成份是Cu2（OH）2CO3．他们除依照铁钉锈蚀条件的探究方法进行实验外，还补充做了铜锈蚀与CO2有关系的实验．请写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法保持金属及金属制品表面的洁净与干燥．

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    科目：初中化学 来源： 题型：填空题

    6．A～F是初中化学中几种常见的单质或化合物，已知A是大理石的主要成分，常温下B、C为气体，D、F均为无色液体，都由两种相同的元素组成，它们之间的转化关系如图所示．（“→”表示转化关系，部分反应物、生成物及反应条件已略去）
    （1）F的化学式是H2O2；
    （2）写出下列B→A反应的化学方程式：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
    （3）若E→B的反应现象之一是红色粉末变成黑色，则化学方程式为Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
    （4）写出C物质的一种用途帮助呼吸．

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    科目：初中化学 来源： 题型：计算题

    3．某企业炼铁是用一氧化碳还原含铁92.8%磁铁矿（化学方程式是：4CO+Fe3O4 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+CO2 ），如果该企业每天要生产175吨96%的生铁，该企业每天消耗的磁铁矿是多少吨？

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    科目：初中化学 来源： 题型：实验探究题

    10．操作顺序是化学实验要考虑的重要问题之一，请用各操作的序号写出正确的操作顺序：
    （1）用已调零的托盘天平称取物质的操作：
    ①加小砝码②加大砝码③移动游码正确的顺序为：②①③；
    （2）某学生用石灰石和盐酸制取二氧化碳，用的气体发生器为启普发生器．有下列操作：
    ①加盐酸②加石灰石③打开活塞使二种物质反应④检验启普发生器的气密性．
    正确的顺序为：④②①③．

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    科目：初中化学 来源： 题型：选择题

    20．近年来“沙尘暴”频繁侵袭我国北方地区，“沙尘暴”会造成空气中下列哪种有害成分的增加（　　）
    A．H2B．SO2C．可吸入颗粒D．NO2

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    科目：初中化学 来源： 题型：填空题

    7．气体溶解度（在一定温度与压强下，一体积水中溶解气体的体积）随温度升高而减小，随着压强增大而增大，20℃，100KPa时，氧气的溶解度为0.031，则该条件下1升水可溶解氧气0.031升，即达饱和状态．在相同条件下，氮气的溶解度为0.015，这说明氧气比氮气易（难或易）溶解于水．

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    科目：初中化学 来源： 题型：选择题

    4．下面是某同学对有关实验现象的描述，其中正确的是（　　）
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    C．红磷在氧气中燃烧产生大量的白雾
    D．氢气在氧气中燃烧发蓝紫色火焰

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    科目：初中化学 来源： 题型：填空题

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    请你回答：
    （1）氟元素的相对原子质量为19.00，
    （2）A．B．C．D属于同种元素的粒子是BC（填序号）；
    （3）A粒子的化学性质与B．C．D中哪一种粒子的化学性质相似B（填序号）；
    （4）2008年5月，我省某地发生了氢氟酸（HF）泄漏，消防队员用熟石灰对泄漏点进行处理，请写出化学方程式Ca（OH）2+2HF=CaF2↓+2H2O．

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