Question

18．在今天的化學(xué)興趣小組活動(dòng)中，指導(dǎo)老師拿來(lái)了一包已經(jīng)失效的石灰干燥劑．為了確定該干燥劑的組成，同學(xué)們進(jìn)行了如下的探究活動(dòng)：
小萌同學(xué)通過(guò)探究發(fā)現(xiàn)，此包裝袋中的生石灰干燥劑已經(jīng)完全變質(zhì)失效．他采用的探究方法是：取少量樣品于試管中，加入少量水，用手觸摸試管外壁，沒(méi)有明顯的放熱現(xiàn)象．此實(shí)驗(yàn)中加入的水必須是少量的，理由是如果所加的水較多，則水會(huì)吸收反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)論．
【查閱資料】
石灰干燥劑的成分為CaO，請(qǐng)寫(xiě)出該干燥劑干燥原理CaO+H₂O=Ca（OH）₂（用化學(xué)方程式表示）．
【提出猜想】①該干燥劑的成分為Ca（OH）₂
②該干燥劑的成分為CaCO₃
③你的猜想是CaCO₃、Ca（OH）₂；
【方案設(shè)計(jì)】小組成員設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)方案：
方案一：取樣滴加稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，則白色固體只存在CaCO₃；
方案二：取樣滴加少量稀鹽酸，沒(méi)有氣泡產(chǎn)生，則白色固體中只存在Ca（OH）₂；
方案三：取樣加入水中，振蕩，靜置，上層為清液，下層出現(xiàn)固體不溶物，取上層清液滴加酚酞試液，變紅，則固體為CaCO₃和Ca（OH）₂的混合物．
【實(shí)驗(yàn)分析】小組成員經(jīng)過(guò)討論發(fā)現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)方案都存在著問(wèn)題．
（1）上述方案一中存在的問(wèn)題是不能說(shuō)明白色固體中是否含有Ca（OH）₂．
（2）上述方案二的結(jié)論是錯(cuò)誤的，原因是由于加入的鹽酸是少量的，可能只是與氫氧化鈣發(fā)生了反應(yīng)，還沒(méi)有與碳酸鈣反應(yīng)，無(wú)法證明沒(méi)有碳酸鈣的存在．
（3）實(shí)驗(yàn)方案三中的結(jié)論也有些不妥，是因?yàn)椴荒苷f(shuō)明白色固體中含有CaCO₃，因?yàn)椴蝗芪锟赡苁俏⑷苡谒�的氫氧化鈣．
（4）實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該固體是CaCO₃和Ca（OH）₂的混合物，請(qǐng)你再設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)方案予以證明，只要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象即可．

實(shí)驗(yàn)操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
（1）取樣，滴加足量稀鹽酸 （2）另取適量的樣品，加足量的水溶解，靜置取上層清液，滴加酚酞試液	（1）產(chǎn)生大量的氣泡 （2）溶液呈紅色

【數(shù)據(jù)分析】
為了進(jìn)一步確定該混合物中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)取了15克樣品，加入足量的稀鹽酸，實(shí)驗(yàn)測(cè)得生成CO₂氣體的質(zhì)量如圖所示，請(qǐng)據(jù)圖計(jì)算該混合物中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【反思與評(píng)價(jià)】
實(shí)驗(yàn)中造成計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比偏小，則可能的原因是有部分生成的二氧化碳?xì)怏w因溶解于水而沒(méi)有全部逸出．

Answer 1

分析 根據(jù)氧化鈣和水反應(yīng)能夠放出熱量；
【查閱資料】
根據(jù)氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣解答．
【提出猜想】根據(jù)反應(yīng)原理進(jìn)行猜想解答；
【實(shí)驗(yàn)分析】根據(jù)熟石灰和鹽酸反應(yīng)無(wú)明顯現(xiàn)象，方案一沒(méi)有證明熟石灰是否存在；熟石灰微溶于水，方案三中沒(méi)有證明不溶物是否為碳酸鈣進(jìn)行解答；
根據(jù)氫氧化鈣溶液顯堿性，所以可向溶液中滴加酚酞試液觀察酚酞是否變紅判斷是否含有氫氧化鈣；加足量鹽酸是否有氣泡推斷白色固體中是否含有碳酸鈣進(jìn)行解答；
【數(shù)據(jù)分析】
根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可以判斷產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量；根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可以計(jì)算碳酸鈣的質(zhì)量，進(jìn)一步可以計(jì)算水垢樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【反思與評(píng)價(jià)】根據(jù)二氧化碳因溶解于水而沒(méi)有全部逸出，導(dǎo)致二氧化碳的質(zhì)量偏小，從而求出碳酸鈣的質(zhì)量偏小，所以會(huì)導(dǎo)致造成計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比偏小進(jìn)行解答．

解答 解：此實(shí)驗(yàn)中加入的水必須是少量的，理由是水太多時(shí)會(huì)吸收較多的熱量，從而使放熱現(xiàn)象不明顯．
【結(jié)論與反思】
氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，化學(xué)方程式表示為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂；
【提出猜想】①該干燥劑的成分為Ca（OH）₂
②該干燥劑的成分為CaCO₃
③你的猜想是CaCO₃、Ca（OH）₂
【實(shí)驗(yàn)分析】
（1）因?yàn)榧尤胱懔康南←}酸，有無(wú)色無(wú)味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使澄清的石灰水變渾濁，說(shuō)明是二氧化碳，進(jìn)一步說(shuō)明干燥劑中含有碳酸鈣，氫氧化鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水，無(wú)現(xiàn)象，不能說(shuō)明白色固體中是否含有Ca（OH）₂；
（2）由于加入的鹽酸是少量的，可能只是與氫氧化鈣發(fā)生了反應(yīng)，還沒(méi)有與碳酸鈣反應(yīng)，無(wú)法證明沒(méi)有碳酸鈣的存在．
（3）由于氫氧化鈣是微溶物，取樣加入水中，振蕩，靜置，上層為清液，下層出現(xiàn)固體不溶物，取上層清液滴加酚酞試液，變紅，不能說(shuō)明白色固體中含有CaCO₃，因?yàn)椴蝗芪锟赡苁俏⑷苡谒�的氫氧化鈣．
（4）取樣，滴加足量稀鹽酸，產(chǎn)生大量的氣泡，說(shuō)明含有碳酸鈣；
另取適量的樣品，加足量的水溶解，靜置取上層清液，滴加酚酞試液，溶液呈紅色，說(shuō)明含有氫氧化鈣；
【數(shù)據(jù)分析】
由圖中數(shù)據(jù)可知，生成二氧化碳的質(zhì)量是3.3g．
（2）設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為x，
 CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
  100                     44
   x                     3.3g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{3.3g}$
x=7.5g，
該水垢樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：$\frac{7.5g}{15g}$×100%=50%．
【反思與評(píng)價(jià)】
二氧化碳因溶解于水而沒(méi)有全部逸出，導(dǎo)致二氧化碳的質(zhì)量偏小，從而求出碳酸鈣的質(zhì)量偏小，所以會(huì)導(dǎo)致造成計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比偏�。�故填：偏小．
故答案為：
如果所加的水較多，則水會(huì)吸收反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)論．
【查閱資料】
CaO+H₂O=Ca（OH）₂
【提出猜想】
CaCO₃、Ca（OH）₂
【實(shí)驗(yàn)分析】
（1）不能說(shuō)明白色固體中是否含有Ca（OH）₂
（2）由于加入的鹽酸是少量的，可能只是與氫氧化鈣發(fā)生了反應(yīng)，還沒(méi)有與碳酸鈣反應(yīng)，無(wú)法證明沒(méi)有碳酸鈣的存在．
（3）不能說(shuō)明白色固體中含有CaCO₃，因?yàn)椴蝗芪锟赡苁俏⑷苡谒�的氫氧化鈣．

實(shí)驗(yàn)操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
（1）取樣，滴加足量稀鹽酸 （2）另取適量的樣品，加足量的水溶解，靜置取上層清液，滴加酚酞試液	（1）產(chǎn)生大量的氣泡 （2）溶液呈紅色

【數(shù)據(jù)分析】50%；【反思與評(píng)價(jià)】有部分生成的二氧化碳?xì)怏w因溶解于水而沒(méi)有全部逸出．

點(diǎn)評(píng) 本題以生活中常見(jiàn)的食品干燥劑為情境角度出發(fā)，以實(shí)驗(yàn)探究的形式考查了Ca（OH）₂、CaCO₃的性質(zhì)，特別是考查學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中推斷分析能力，和平時(shí)對(duì)含鈣化合物的化學(xué)性質(zhì)的積累！在解此類題時(shí)，首先分析題中考查的問(wèn)題，然后結(jié)合學(xué)過(guò)的知識(shí)和題中所給的知識(shí)進(jìn)行解答．