题目性质：自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题，非真题原文，未取自任何题库、教辅或试卷；解析与采分点为教研整理，非官方评分标准。
一、考点定位与做题顺序
三条口径先分清：纯度＝纯物质质量 / 样品质量；产率＝实际产量 / 理论产量（针对产物）；转化率＝已转化的反应物 / 投入的反应物（针对反应物）。本题化学计量比为 1:1，两者数值恰好相同，但概念不能混。
计算四步：①扣纯度 m(纯) = m(样品) × w；②算理论量由 n = m/M 与化学方程式的计量比推出产物的理论物质的量；③算产率 η = m(实际)/m(理论) 或 n(实际)/n(理论)；④守恒回代用元素守恒或分项之和等于总量验一遍。杂质不参与反应、全程质量不变，这是最容易漏的一条。下面投料与产量数据为自编示意数值，相对原子质量按本题设定 Ca=40、C=12、O=16、H=1、Cl=35.5。
二、题目呈现
题目
用 100 g 石灰石样品（含 CaCO₃ 80.0%，杂质不与盐酸反应、不挥发）与足量盐酸反应制取 CO₂，实际收集到 CO₂ 30.0 g。反应为 CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O。按本题设定 M(CaCO₃) = 100 g/mol、M(CO₂) = 44 g/mol。
(1) 求样品中纯 CaCO₃ 的质量与物质的量、CO₂ 的理论产量，以及本次产率；
(2) 用「投料分项之和」「碳元素守恒」两条各回代验算一次，并求反应后剩余固体中未反应 CaCO₃ 与杂质的质量；
(3) 若某同学误把 100 g 样品当成纯 CaCO₃ 计算理论产量，他算出的产率是多少？说明错在哪里。
补充问
(4) 辨析：本题的「产率」与「CaCO₃ 转化率」数值是否相同？说明理由。若希望产率提高到 90.0%，在投料不变的情况下需实际收集 CO₂ 多少克？
三、分步解析
(1) 理论量与产率 m(CaCO₃ 纯) = 100 g × 80.0% = 80.0 g；n(CaCO₃) = 80.0/100 = 0.800 mol。
由方程式 CaCO₃ : CO₂ = 1 : 1 ⇒ n(CO₂)理论 = 0.800 mol ⇒ m(CO₂)理论 = 0.800 × 44 = 35.2 g。
产率 η = m(实际)/m(理论) = 30.0/35.2 = 85.2%（或 0.852）。
采分点：扣纯度 1 分、n(CaCO₃) 1 分、写出计量比 1 分、理论质量 2 分、产率 2 分、带单位与百分号 1 分。
(2) 两条守恒回代 验算一（投料分项之和）：样品 100 g = 纯 CaCO₃ 80.0 g + 杂质 20.0 g ✓；杂质不反应、不挥发，全程仍为 20.0 g。
验算二（碳元素守恒）：投料中 C 全部来自 CaCO₃，共 0.800 mol。实际生成 CO₂ 的物质的量 n(CO₂)实际 = 30.0/44 = 0.6818 mol，即转入气相的 C 为 0.6818 mol；未反应的 CaCO₃ 中 C 为 0.800 − 0.6818 = 0.1182 mol。两者相加 0.6818 + 0.1182 = 0.800 mol ✓，碳元素守恒成立。
反应后剩余固体：未反应 CaCO₃ = 0.1182 × 100 = 11.82 g；杂质 = 20.0 g；合计固相 = 31.82 g。
再验一次产率口径：已转化的 CaCO₃ = 0.6818 mol，占投入 0.800 mol 的 0.6818/0.800 = 85.2%，与 (1) 的产率完全一致 ✓（因计量比 1:1）。
补充验算（质量口径）：反应消耗 CaCO₃ 68.18 g、HCl 足量，生成 CO₂ 30.0 g、CaCl₂ 0.6818×111 = 75.68 g、H₂O 0.6818×18 = 12.27 g；反应物侧 68.18 + 2×0.6818×36.5 = 68.18 + 49.77 = 117.95 g，产物侧 75.68 + 30.0 + 12.27 = 117.95 g ✓（本例按题给相对原子质量，差异仅来自小数取值）。
采分点：两条守恒各 2 分、未反应量 1 分、杂质 1 分、第三次产率互验 1 分。
(3) 错算演示 若把 100 g 全当纯 CaCO₃：n = 100/100 = 1.00 mol ⇒ 理论 CO₂ = 1.00 × 44 = 44.0 g ⇒ η′ = 30.0/44.0 = 68.2%。
错在哪里：① 分母错了——理论产量必须按实际参加反应的纯物质计算；样品中 20.0 g 杂质根本不含 CaCO₃、不产生 CO₂，把它算进理论量等于凭空抬高分母，产率被低估（85.2% → 68.2%）。② 连带后果：由此反推的「转化率」「原料利用率」都会偏低，若据此调整工艺条件会造成错误的放大投料。③ 一般判据：凡题干给出纯度、质量分数、含量，第一步必须乘 w 折成纯量，再进化学计量。
采分点：算出 44.0 g 1 分、算出 68.2% 1 分、指出分母错误 2 分、说明低估方向 1 分、给出通则 1 分。
(4) 口径辨析与目标产量 本题数值相同，概念不同：产率针对产物 CO₂（实际产量 / 理论产量），转化率针对反应物 CaCO₃（已转化量 / 投入量）。因方程式中 CaCO₃ 与 CO₂ 的化学计量比为 1 : 1，且投料与产物都按同一物质的量口径，两者在本题都等于 0.6818/0.800 = 85.2%。但一般情况下并不相等：若计量比不是 1:1、或存在副反应、分离损失、循环物料，产率会低于转化率。答题须写明「数值相同是计量比 1:1 的巧合，不是概念等同」。
提高产率到 90.0%：投料不变 ⇒ 理论量仍为 35.2 g，所需实际 CO₂ 质量 = 35.2 × 90.0% = 31.68 g（对应 n = 31.68/44 = 0.720 mol，占 0.800 mol 的 90.0% ✓）。
回代验算：η = 31.68/35.2 = 0.900 ✓；此时未反应 CaCO₃ = (0.800 − 0.720) × 100 = 8.00 g，杂质仍 20.0 g，碳守恒 0.720 + 0.080 = 0.800 mol ✓。
采分点：口径区分 2 分、说明数值相同的原因 1 分、一般情况不等 1 分、31.68 g 1 分、回代 1 分。
四、采分点对照
| 小问 | 答案 | 采分点构成 |
|---|---|---|
| (1) | 纯 CaCO₃ 80.0 g / 0.800 mol；理论 CO₂ 35.2 g；产率 85.2% | 扣纯度 1 分；n 1 分；计量比 1 分；理论量 2 分；产率 2 分；单位 1 分 |
| (2) | 两条守恒闭环；未反应 11.82 g、杂质 20.0 g | 两条守恒各 2 分；未反应量 1 分；杂质 1 分；产率互验 1 分 |
| (3) | 误算 68.2%；错在分母含杂质 | 44.0 g 1 分；68.2% 1 分；分母错误 2 分；低估 1 分；通则 1 分 |
| (4) | 数值同为 85.2% 但概念不同；需 31.68 g | 口径区分 2 分；数值相同原因 1 分；一般不等 1 分；31.68 g 1 分；回代 1 分 |
五、高频易错点
- 忘记乘纯度 80.0%，直接拿 100 g 当纯 CaCO₃，理论量算成 44.0 g。
- 把杂质也算进「能生成 CO₂ 的物料」，或误以为杂质会挥发／参与反应而扣减。
- 产率写成 η = 理论/实际（分子分母颠倒），或漏乘 100%。
- 把「产率」与「转化率」当成同一个概念，不说明本题数值相同只是计量比 1:1 的结果。
- 守恒回代只查质量不查元素，漏掉未反应 CaCO₃ 中那部分碳。
六、小结与自查清单
| 口径 | 定义 | 本题数值 |
|---|---|---|
| 纯度 | m(纯)/m(样品) | 80.0% ⇒ 80.0 g |
| 理论产量 | 按纯量与计量比推 | 0.800 mol ⇒ 35.2 g CO₂ |
| 产率 | 实际/理论（产物） | 30.0/35.2 = 85.2% |
| 转化率 | 已转化/投入（反应物） | 0.6818/0.800 = 85.2% |
| 杂质 | 不反应、不挥发 | 全程 20.0 g |
| 错算对照 | 未扣纯度 | 44.0 g ⇒ 68.2%（偏低） |
- □ 题干出现纯度/质量分数，第一步先折成纯量再进化学方程式。
- □ 写出化学计量比，把理论量推到「物质的量」层面再换质量。
- □ 产率写清「实际/理论」，别颠倒；百分比带 %。
- □ 用分项之和、元素守恒、质量守恒各回代一次，别忘未反应的原料与不反应的杂质。
- □ 辨析产率与转化率时，说明数值相同是否只是计量比 1:1 的巧合。
产率题的胜负手在第一步：投料先乘纯度。100 g 样品里只有 80.0 g 真能产气，理论 CO₂ 是 35.2 g 而不是 44.0 g——差的那 8.8 g 全是杂质替 theoretical 分母背的锅。再用碳元素守恒把「生成 0.6818 mol + 未反应 0.1182 mol = 投入 0.800 mol」验一遍，答案就自证了。本题投料、纯度与产量数据均为自编示意数值，不代表真实工艺参数。
