Question

某化学兴趣小组的同学对一瓶久置的熟石灰粉末的组成进行实验探究，请你一起参与他们的探究活动．
【提出问题】这瓶熟石灰粉末是否已经变质生成了CaCO₃？
【进行猜想】猜想一：熟石灰部分变成了CaCO₃．     猜想二：熟石灰全部变成了CaCO₃．
猜想三：熟石灰没有变质．
【设计实验】该小组同学对猜想一设计了下列探究方案，请你帮助他们完成下表中相关实验内容．

实验步骤	实验现象	实验结论
①取样，加适量水，搅拌，过滤 ②取少量滤液于试管中，滴入酚酞 试液 ③取少量滤渣于试管中，加入盐酸	②   ． ③   ．	猜想一成立

【反思与应用】（1）要证明猜想二成立，可参照上述实验方案进行探究，在步骤②中产生的实验现象是

 

．
（2）小明想测定熟石灰样品中Ca（OH）₂的质量分数，称取上述1.0g熟石灰样品，加适量水使之充分溶解，搅拌过滤后，在实验室对滤液用pH试纸和配制好的10%盐酸溶液进行实验，实验数据记录如表．

加入盐酸溶液的质量/g	0	4	7.3	12
样品的pH	12	9	7	4

①当pH=4时，溶液中所含的溶质是

 

（写化学式）
②请计算熟石灰样品中Ca（OH）₂的质量分数．

Answer 1

考点：药品是否变质的探究,证明碳酸盐,碱的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：在【设计实验】中，最后的结论是猜想一成立，即：熟石灰部分变成了CaCO₃．可以断定样品中含有CaCO₃和Ca（OH）₂，则滤液呈碱性，酚酞变成红色；滤渣为CaCO₃，加盐酸会全部溶解，并产生二氧化碳；
在【反思与应用】中，若猜想二成立，氢氧化钙全部变质成碳酸钙，说明样品中没有Ca（OH）₂，则滤液呈中性，酚酞不变色；
（2）①PH=4，说明溶液显酸性，即盐酸溶液过量，则溶液中所含的溶质有两种，分别是反应生成的CaCl₂和剩余的 HCl；
②要计算样品中Ca（OH）₂的质量分数，可以根据当溶液为中性时消耗的盐酸溶液的质量来计算样品中Ca（OH）₂的质量．

解答：解：【设计实验】猜想一成立，熟石灰部分变成了CaCO₃．可以断定样品中含有CaCO₃和Ca（OH）₂，则滤液呈碱性，酚酞变成红色；滤渣为CaCO₃，加盐酸会全部溶解，并产生二氧化碳；
【反思与应用】（1）若猜想二成立，氢氧化钙全部变质成碳酸钙，说明样品中没有Ca（OH）₂，则滤液呈中性，酚酞不变色；
（2）①当PH=4时，说明溶液呈酸性，从题目中可以看出原因一定是加入的盐酸过量．则反应后生成的溶液中所含的溶质除了生成的CaCl₂外，还有剩余盐酸中的溶质HCl；
②由题意可知当加入盐酸的质量为7.3g时，盐酸和Ca（OH）₂恰好完全反应．
则参加反应的HCl的质量为7.3g×10%=0.73g
设：样品中Ca（OH）₂的质量为x
Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O                          
 74       73
 x        0.73g

74

73

=

x

0.73g

   x=0.74g                                              
则样品中Ca（OH）₂的质量分数为Ca（OH）₂%=

0.74g

1g

×100%=74%
答：样品中Ca（OH）₂的质量分数为74%．
故答案为：
【设计实验】变红色；滤渣溶解，有气泡；
【反思与应用】（1）滤液无明显变化；  
（2）①HCl   CaCl₂
②由题意可知当加入盐酸的质量为7.3g时，盐酸和Ca（OH）₂恰好完全反应．
则参加反应的HCl的质量为7.3g×10%=0.73g
设：样品中Ca（OH）₂的质量为x
Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O                          
 74       73
 x        0.73g

74

73

=

x

0.73g

   x=0.74g                                              
则样品中Ca（OH）₂的质量分数为Ca（OH）₂%=

0.74g

1g

×100%=74%
答：样品中Ca（OH）₂的质量分数为74%．

点评：本题探究久置的熟石灰粉末的组成，主要考虑熟石灰吸水与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙而变质，需要注意一些关键的词，如猜想一中的“部分”、猜想二中的“全部”等，熟练掌握氢氧化钙和碳酸钙的性质是解题的关键．