题目

将0.5mol碳酸氢钙、1mol碳酸氢钠、3mol二氧化硅固体混合均匀,在高温下加热到质量不在改变为止.则得到标准状况下的二氧化碳的体积是___,残余固体的成分是___,总质量是___.
钾玻璃中含有18.4％的K2O、11％的CaO、70.6％的SiO2.计算三种氧化物的物质的量之比.若需制造5.1t钾玻璃,需用碳酸钾、石灰石和二氧化硅多少吨?写出制取钾玻璃的反应方程式.

提问时间：2020-08-02

答案

答案为44.8L；CaSiO3、Na2SiO3、SiO2；279g；
解析：
依题意可知：高温加热下加热该混合物会发生如下反应：
（1）Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2↑ + H2O（条件：加热）；
1 1 1
0.5mol n(CaCO3) n(CO2)
所以解得： n(CaCO3)=0.5mol；n(CO2)=0.5mol；
（2）2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2↑ + H2O（条件：加热）；
2 1 1
1mol n(Na2CO3) n'(CO2)
所以解得：n'(CO2)=0.5mol；n(Na2CO3)=0.5mol；
（3）SiO2 + CaCO3 = CO2↑ + CaSiO3（条件：高温）；
1 1 1 1
n(SiO2) 0.5mol n''(CO2) n(CaSiO3)
所以解得：n(SiO2)=0.5mol；n''(CO2)=0.5mol；n(CaSiO3)=0.5mol；
（4）SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2↑ （条件：高温）；
1 1 1 1
n'(SiO2) 0.5mol n(Na2SiO3) n'''(CO2)
所以解得：n'(SiO2)=0.5mol；n(Na2SiO3)=0.5mol；n'''(CO2)=0.5mol；
所以反应剩余的二氧化硅的物质的量为3mol-n(SiO2)-n'(SiO2)=2mol；
所以生成的二氧化碳的总物质的量为n(CO2)+n'(CO2)+n''(CO2)+n''(CO2)=2mol；
所以得到标准状况下的二氧化碳的体积为V=n×Vm=2mol×22.4L/mol=44.8L；
所以剩余的固体为0.5molCaSiO3,0.5molNa2SiO3,2molSiO2；
所以剩余的固体的质量为m(Na2SiO3)=n×M=0.5mol×122g/mol=61g；m(CaSiO3)=n×M=0.5mol×116g/mol=58g；m(SiO2)=n×M=2mol×80g/mol=160g；
所以剩余的固体的总质量为61g+58g+160g=279g；
答案为：259:196:882.5；1.378t、1.002t、3.6006t；SiO2+K2CO3=K2SiO3+CO2↑（条件：高温）
解析：
（1）设现有钾玻璃的质量为m；
则K2O的质量为0.184m,CaO的质量为0.11m；SiO2的质量为0.706m；
所以各物质的物质的量为n(K2O)=0.184m÷71g/mol=0.00259m,n(CaO)=0.11m÷56g/mol=0.00196m；n(SiO2)=0.706m÷80g/mol=0.008825；所以这三种氧化物的物质的量的比为0.00259m:0.00196m:0.008825m=259:196:882.5；
（2）若需制造5.1t钾玻璃,需用K2O、CaO、SiO2质量为：
m(K2O)=5.1t×18.4%=0.9384t,m(CaO)=5.1t×11%=0.561t,m(SiO2)=5.1t×70.6%=3.6006t
所以需用碳酸钾、石灰石的质量为：
K2O ～ K2CO3 CaO ～ CaCO3
94 138 56 100
0.9384t m(K2CO3) 0.561t m(CaCO3)
所以有：94/138=0.9384t/m(K2CO3),56/100=0.561t/m(CaCO3)；
所以m(K2CO3)=1.378t,m(CaCO3)=1.002t；
需用碳酸钾、石灰石和二氧化硅的质量为1.378t、1.002t、3.6006t.