Question

18．某化學(xué)課外活動(dòng)小組在實(shí)驗(yàn)室配制石灰水時(shí)，因發(fā)現(xiàn)燒杯底部有固體未溶解，對(duì)熟石灰樣品的主要成分進(jìn)行了探究．請(qǐng)你參與討論并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告．
【提出問(wèn)題】針對(duì)該熟石灰樣品的成分，同學(xué)們展開(kāi)了討論，小明認(rèn)為溶解后剩余固體為變質(zhì)后的難溶性物質(zhì)，變質(zhì)的化學(xué)方程式為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．小華同學(xué)不同意他的判斷，你認(rèn)為小華同學(xué)的理由是氫氧化鈣微溶于水，固體還可能是未溶解的氫氧化鈣．
【進(jìn)行猜想】猜想一：熟石灰樣品成分是Ca（OH）₂；
猜想二：熟石灰樣品成分是CaCO₃；
猜想三：你認(rèn)為熟石灰樣品成分還可能是Ca（OH）₂和CaCO₃．
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】請(qǐng)你通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取小燒杯中的物質(zhì)進(jìn)行 過(guò)濾，得到固體和液體．	此處是多余的空	猜想三正確
②向①所得液體中加入適量 酚酞溶液；	溶液變紅
③向①所得固體中加入適量 稀鹽酸	有氣泡產(chǎn)生

【拓展與應(yīng)用】實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)想測(cè)定樣品中Ca（OH）₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：稱取上述0.5g樣品，加足量水使之充分溶解，攪拌后過(guò)濾．
①甲組在實(shí)驗(yàn)室用pH試紙和配制好的10%鹽酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄見(jiàn)下表．（提示：氯化鈣溶液呈中性）

加入鹽酸溶液的質(zhì)量/g	0	2.5	3.65	6
樣品的pH	12	11	7	2

Ⅰ．邊滴加稀鹽酸，邊不斷攪拌的目的是使反應(yīng)物充分接觸；
Ⅱ．樣品中Ca（OH）₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
②乙組同學(xué)進(jìn)行了數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，由計(jì)算機(jī)描繪出了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溶液pH的變化圖象如圖．則圖中a點(diǎn)表示的含義是氫氧化鈉和鹽酸恰好完全反應(yīng)；圖中b點(diǎn)溶液中含有的溶質(zhì)有CaCl₂、HCl（填化學(xué)式），乙組同學(xué)要計(jì)算出樣品中氫氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，除了要用到已有數(shù)據(jù)外，你認(rèn)為還需要的數(shù)據(jù)是鹽酸的密度．

Answer 1

分析 【提出問(wèn)題】氫氧化鈣能和空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水；氫氧化鈣是微溶于水的物質(zhì)；
【進(jìn)行猜想】樣品可能是氫氧化鈣和碳酸鈣的混合物；
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】過(guò)濾可以把不溶于水的物質(zhì)除去；氫氧化鈣溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅色；碳酸鈣能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；
【拓展與應(yīng)用】（1）氫氧化鈉能夠和空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水；（2）氫氧化鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水；
根據(jù)稀鹽酸的質(zhì)量、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以計(jì)算氫氧化鈣的質(zhì)量，進(jìn)一步可以計(jì)算樣品中Ca（OH）₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：【提出問(wèn)題】
熟石灰變質(zhì)的化學(xué)方程式為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
小華同學(xué)的理由是氫氧化鈣微溶于水，固體還可能是未溶解的氫氧化鈣．
故填：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；氫氧化鈣微溶于水，固體還可能是未溶解的氫氧化鈣．
【進(jìn)行猜想】猜想三，熟石灰樣品成分還可能是Ca（OH）₂和CaCO₃的混合物．
故填：Ca（OH）₂和CaCO₃．
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】要證明猜想三正確，就是證明樣品中含有氫氧化鈣和碳酸鈣，氫氧化鈣的水溶液呈堿性，能使酚酞試液變紅，碳酸鈣能與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w；
故填：酚酞；有氣泡產(chǎn)生．
【拓展與應(yīng)用】①Ⅰ、反應(yīng)過(guò)程中用玻璃棒不斷攪拌的目的是使反應(yīng)物充分接觸，更利于反應(yīng)的進(jìn)行，故填：使反應(yīng)物充分接觸；
Ⅱ、設(shè)：樣品中Ca（OH）₂的質(zhì)量為x，
Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O，
  74      73
  x     3.65g×10%
$\frac{74}{73}=\frac{x}{3.65g×10%}$
x=0.37g，
樣品中Ca（OH）₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.37g}{0.5g}$×100%=74%，
答：樣品中Ca（OH）₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為74%（1）NaOH和氫氧化鈣一樣，暴露在空氣中會(huì)變質(zhì)，因此應(yīng)該密封保存．
故填：NaOH；密封．
（2）圖中a點(diǎn)表示氫氧化鈉和鹽酸恰好完全反應(yīng)，圖中b點(diǎn)當(dāng)pH=2時(shí)，溶液中所含的溶質(zhì)有反應(yīng)生成的氯化鈣和過(guò)量稀鹽酸中的氯化氫；要測(cè)定氫氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要知道鹽酸的密度，故填：氫氧化鈉和鹽酸恰好完全反應(yīng)；CaCl₂、HCl；鹽酸的密度．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．