题目内容
【题目】化学兴趣小组活动中,指导老师拿来了一包已经完全失效的石灰干燥剂。为了确定该干燥剂的组成,同学们进行了如下探究活动:
(查阅资料)石灰干燥剂的成分为CaO,请写出该干燥剂干燥原理:_____(用化学方程式表示)。
(提出猜想)①该干燥剂的成分为Ca(OH)2;②该干燥剂的成分为CaCO3;③该干燥剂的成分为_____。
(方案设计)小组成员设计了如下的实验方案:
方案一:取样,滴加足量的稀盐酸,有气泡产生,则白色固体为CaCO3;
方案二:取样,滴加少量的稀盐酸,没有气泡产生,则白色固体为Ca(OH)2;
方案三:取样,加入水中,振荡,静置,上层为清液,下层出现固体不溶物,取上层清液滴加酚酞溶液变红,则固体为CaCO3和Ca(OH)2的混合物。
(1)上述方案是否有不合理的地方?_____,若有,请简要说明不合理的理由:_____(若有多个方案不合理,只需要选择其中的一个作答即可)。
(2)实验证实,该固体是CaCO3和Ca(OH)2的混合物。请你再设计一种实验方案予以证明(只要写出实验步骤和现象即可)。
实验操作步骤 | 实验现象 |
_____ | _____ |
(反思与评价)实验小组的同学取了一定量样品,加入足量的稀盐酸,通过测得生成CO2气体的质量计算得该混合物中CaCO3的质量分数。实验中,若有部分生成的二氧化碳气体因溶解于水而没有全部逸出,造成计算结果与实际值相比_____(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】CaO+H2O=Ca(OH)2 CaCO3和Ca(OH)2的混合物 有 方案一不能说明白色固体中不含有Ca(OH)2或方案二中加入的盐酸是少量的,可能只与Ca(OH)2反应,未与CaCO3反应,无法证明CaCO3不存在;或方案三不能说明白色固体中含有CaCO3,因为不溶物可能是微溶于水的Ca(OH)2 ①取样,滴加足量稀盐酸或②另取适量的样品,加入足量的水溶解,静止取上层清液,滴加酚酞溶液 ①产生大量的气泡②溶液变红色 偏小
【解析】
氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙溶液显碱性,能使酚酞试液变红色,能和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水;稀盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水,和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳。
石灰干燥剂的成分为CaO,该干燥剂干燥原理:氧化钙和水反应生成氢氧化钙,反应的化学方程式为:CaO+H2O=Ca(OH)2。
①氢氧化钙没有和二氧化碳反应,该干燥剂的成分为Ca(OH)2;
②氢氧化钙完全和二氧化碳反应,该干燥剂的成分为CaCO3;
③氢氧化钙部分和二氧化碳反应,该干燥剂的成分为CaCO3和Ca(OH)2的混合物。
(1)上述方案有不合理的地方,不合理的理由:方案一不能说明白色固体中不含有Ca(OH)2;
方案二中加入的盐酸是少量的,可能只与Ca(OH)2反应,未与CaCO3反应,无法证明CaCO3不存在;
方案三不能说明白色固体中含右CaCO3,因为不溶物可能是微溶于水的Ca(OH)2。
或方案二中加入的盐酸是少量的,可能只与Ca(OH)2反应,未与CaCO3反应,无法证明CaCO3不存在;或方案三不能说明白色固体中含右CaCO3,因为不溶物可能是微溶于水的Ca(OH)2。
(2)①取样,滴加足量稀盐酸,产生气泡,说明样品中含有碳酸钙;
②另取适量的样品,加入足量的水溶解,静止取上层清液,滴加酚酞溶液,酚酞溶液变红色,说明样品中含有氢氧化钙,实验过程如下所示:
实验操作步骤 | 实验现象 |
①取样,滴加足量稀盐酸 ②另取适量的样品,加入足量的水溶解,静止取上层清液,滴加酚酞溶液 | ①产生大量的气泡 ②溶液变红色 |
实验中,若有部分生成的二氧化碳气体因溶解于水而没有全部逸出,导致二氧化碳测定值偏小,从而导致计算的碳酸钙质量偏小,进一步导致计算结果与实际值相比偏小。