Question

某種牙膏中的摩擦劑是碳酸鈣，可以用石灰石（含雜質(zhì)SiO₂）來制備．某同學(xué)甲設(shè)計(jì)了一種制備碳酸鈣的方案，其流程圖為：

請(qǐng)回答下列問題：
（1）假設(shè)第①步反應(yīng)完全進(jìn)行，則第②步反應(yīng)過濾后得到的濾渣的成分為______．
（2）第③步反應(yīng)不使用CO₂，其主要原因是（用離子方程式表示）______
______．
（3）第③步反應(yīng)使用Na₂CO₃而不使用NaHCO₃，從提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮，其原因是______．
（4）某同學(xué)乙用石灰石為原料（其他試劑自選），設(shè)計(jì)了另一種制備碳酸鈣的實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)你完成他的實(shí)驗(yàn)方案．

乙同學(xué)所設(shè)計(jì)的方案的優(yōu)點(diǎn)是______．

Answer 1

解：（1）石灰石（含雜質(zhì)SiO₂），依據(jù)流程圖分析可知，石灰石高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣和二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈣，溶于水氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，硅酸鈣不溶，過濾得到硅酸鈣，濾渣是CaSiO₃；
故答案為：CaSiO₃；
（2）第③步反應(yīng)不使用CO₂，是因?yàn)槎�氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣，但二氧化碳過量會(huì)減小反應(yīng)生成碳酸氫鈣溶于水，反應(yīng)的離子方程式為：Ca²⁺++CO₂=CaCO₃↓+H₂O，CaCO₃+CO₂+H₂O═Ca²⁺+2HCO₃^-；
故答案為：Ca²⁺++CO₂=CaCO₃↓+H₂O，CaCO₃+CO₂+H₂O═Ca²⁺+2HCO₃^-；
（3）第③步反應(yīng)使用Na₂CO₃而不使用NaHCO₃，是因?yàn)樯�成等質(zhì)量的CaCO₃消耗NaHCO₃多于Na₂CO₃，使用Na₂CO₃可制取副產(chǎn)品NaOH；
故答案為：生成等質(zhì)量的CaCO₃消耗NaHCO₃多于Na₂CO₃；使用Na₂CO₃可制取副產(chǎn)品NaOH；
（4）①利用碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣溶液，在溶液中加入碳酸鈉溶液生成碳酸鈣沉淀，過濾得到固體，
故答案為：稀鹽酸； CaCl₂，Na₂CO₃；
②流程設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，無污染，節(jié)約原料；
故答案為：節(jié)約燃料，減小污染，操作簡(jiǎn)便；
分析：（1）石灰石（含雜質(zhì)SiO₂）高溫分解 生成的氧化鈣和二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈣；
（2）二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)量不同時(shí)產(chǎn)物不同，過量的二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)會(huì)生成碳酸氫鈣；
（3）依據(jù)等量的碳酸鈣消耗碳酸鈉和碳酸氫鈉的量分析，結(jié)合生成產(chǎn)物的利用回答；
（4）石灰水加入鹽酸生成氯化鈣溶液，加入碳酸鈉溶液會(huì)生成碳酸鈣過濾得到；過程中節(jié)約原料．減小污染，操作簡(jiǎn)便；
點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)，物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用，產(chǎn)物判斷和制備物質(zhì)的注意問題，生產(chǎn)過程的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比是解題關(guān)鍵，題目難度中等．