Question

在今天的化学兴趣小组活动中，指导老师拿来了一包白色固体．老师告诉同学们说，这包白色固体可能是由Ca（OH）₂和CaCO₃中的一种或两种组成．为了确定该白色固体的组成，同学们进行了如下的探究活动：
【查阅资料】Ca（OH）₂是一种白色固体，其水溶液俗称澄清石灰水，能使无色酚酞（一种化学指示剂）溶液变红，能与盐酸反应，但无明显现象．
【方案设计】小组成员设计了如下的实验方案：
方案一：取样滴加稀盐酸，有气泡产生，则白色固体为CaCO₃；
方案二：取样滴加稀盐酸，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试液，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

【数据分析】为了进一步确定该混合物中CaCO₃的质量分数，实验小组的同学取了10克样品，加入足量的稀盐酸，实验测得生成CO₂气体的质量如图所示，请据图计算该混合物中CaCO₃的质量分数．
【反思与评价】实验中，如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

 

（填写“偏大”、“偏小”或“不变”）．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,碱的化学性质,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：【方案设计】（1）根据熟石灰和盐酸反应无明显现象，方案一没有证明熟石灰是否存在；熟石灰微溶于水，方案三中没有证明不溶物是否为碳酸钙进行解答；
（2）根据氢氧化钙溶液显碱性，所以可向溶液中滴加酚酞试液观察酚酞是否变红判断是否含有氢氧化钙；加足量盐酸是否有气泡推断白色固体中是否含有碳酸钙进行解答；
【数据分析】根据生成二氧化碳的质量求出碳酸钙的质量，进而求出该混合物中CaCO₃的质量分数即可；
【反思与评价】根据二氧化碳因溶解于水而没有全部逸出，导致二氧化碳的质量偏小，从而求出碳酸钙的质量偏小，所以会导致造成计算结果与实际值相比偏小进行解答．

解答：解：【方案设计】（1）熟石灰和盐酸反应无明显现象，方案一没有证明熟石灰是否存在；熟石灰微溶于水，方案三中没有证明不溶物是否为碳酸钙，所以上述方案有不合理的地方；故填：有；熟石灰和盐酸反应无明显现象，方案一没有证明熟石灰是否存在；熟石灰微溶于水，方案三中没有证明不溶物是否为碳酸钙；
（2）氢氧化钙溶液显碱性，所以可向溶液中滴加酚酞试液观察酚酞是否变红判断是否含有氢氧化钙；加足量盐酸是否有气泡推断白色固体中是否含有碳酸钙，所以实验方案为：

实验步骤	实验现象	结论
①取样，加入适量的水，振荡静置，取上层清液于试管中，滴加酚酞试液	溶液变红	白色固体中含有Ca（OH）2
②取样，滴加适量稀盐酸	固体表面产生气泡	白色固体中含有CaCO3

；故填：

实验步骤	实验现象
①取样，加入适量的水，振荡静置，取上层清液于试管中，滴加酚酞试液	溶液变红
②取样，滴加适量稀盐酸	固体表面产生气泡

；
【数据分析】设碳酸钙的质量为x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                    2.2g

100

x

=

44

2.2g

x=5g
该混合物中CaCO₃的质量分数=

5g

10g

×100%=50%
答：该混合物中CaCO₃的质量分数为50%．
【反思与评价】二氧化碳因溶解于水而没有全部逸出，导致二氧化碳的质量偏小，从而求出碳酸钙的质量偏小，所以会导致造成计算结果与实际值相比偏小．故填：偏小．

点评：本题以生活中常见的食品干燥剂为情境角度出发，以实验探究的形式考查了Ca（OH）₂、CaCO₃的性质，特别是考查学生在实验探究中推断分析能力，和平时对含钙化合物的化学性质的积累！