Question

（2011?烟台模拟）某种牙膏中的摩擦剂是碳酸钙，可以用石灰石（含杂质SiO₂）来制备．某同学甲设计了一种制备碳酸钙的方案，其流程图为：

请回答下列问题：
（1）假设第①步反应完全进行，则第②步反应过滤后得到的滤渣的成分为

CaSiO₃

．
（2）第③步反应不使用CO₂，其主要原因是（用离子方程式表示）

Ca²⁺+CO₂═CaCO₃↓+H₂O

CaCO₃+CO₂+H₂O═Ca²⁺+2HCO₃^-

．
（3）第③步反应使用Na₂CO₃而不使用NaHCO₃，从提高企业经济效益的角度考虑，其原因是

生成等质量的CaCO₃消耗NaHCO₃多于Na₂CO₃；使用Na₂CO₃可制取副产品NaOH

．
（4）某同学乙用石灰石为原料（其他试剂自选），设计了另一种制备碳酸钙的实验方案，请你完成他的实验方案．

乙同学所设计的方案的优点是

节约燃料，减小污染，操作简便

．

Answer 1

分析：（1）石灰石（含杂质SiO₂）高温分解 生成的氧化钙和二氧化硅反应生成硅酸钙；
（2）二氧化碳和氢氧化钙反应量不同时产物不同，过量的二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸氢钙；
（3）依据等量的碳酸钙消耗碳酸钠和碳酸氢钠的量分析，结合生成产物的利用回答；
（4）石灰水加入盐酸生成氯化钙溶液，加入碳酸钠溶液会生成碳酸钙过滤得到；过程中节约原料．减小污染，操作简便；

解答：解：（1）石灰石（含杂质SiO₂），依据流程图分析可知，石灰石高温分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化硅反应生成硅酸钙，溶于水氧化钙和水反应生成氢氧化钙，硅酸钙不溶，过滤得到硅酸钙，滤渣是CaSiO₃；
故答案为：CaSiO₃；
（2）第③步反应不使用CO₂，是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙，但二氧化碳过量会减小反应生成碳酸氢钙溶于水，反应的离子方程式为：Ca²⁺++CO₂=CaCO₃↓+H₂O，CaCO₃+CO₂+H₂O═Ca²⁺+2HCO₃^-；
故答案为：Ca²⁺++CO₂=CaCO₃↓+H₂O，CaCO₃+CO₂+H₂O═Ca²⁺+2HCO₃^-；  
（3）第③步反应使用Na₂CO₃而不使用NaHCO₃，是因为生成等质量的CaCO₃消耗NaHCO₃多于Na₂CO₃，使用Na₂CO₃可制取副产品NaOH；
故答案为：生成等质量的CaCO₃消耗NaHCO₃多于Na₂CO₃；使用Na₂CO₃可制取副产品NaOH；
（4）①利用碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙溶液，在溶液中加入碳酸钠溶液生成碳酸钙沉淀，过滤得到固体，
故答案为：稀盐酸；  CaCl₂，Na₂CO₃；
②流程设计的优点是操作简单，无污染，节约原料；
故答案为：节约燃料，减小污染，操作简便；

点评：本题考查了物质制备实验方法的设计，物质性质的应用，产物判断和制备物质的注意问题，生产过程的优缺点对比是解题关键，题目难度中等．