Question

3．生石灰是一种传统的建筑材料，俗称“石灰”．工业上通过在石灰窑中煅烧石灰石制得“石灰”，其反应原理是：CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
某兴趣小组的同学对某地刚出窑的“石灰”的成分进行探究．
【提出问题】刚出窑的“石灰”有哪些成分？
【猜想】
Ⅰ．只有氧化钙
Ⅱ．只有碳酸钙
Ⅲ．既有氧化钙也有碳酸钙
【实验探究】
（1）晓明同学从样品中取一定量的固体于试管中，并加入一定量的水，振荡，有白色不溶物．据此晓明认为试管中的固体为碳酸钙，即猜想Ⅱ成立．晓红同学认为上述实验不足以证明猜想Ⅱ成立，其理由是沉淀也可能是未溶解的氢氧化钙．
（2）晓红同学从样品中取一定量的固体于试管中，加入一定量的水，触摸试管外壁，感觉发热；继续向试管中加入几滴稀盐酸，没有发现气泡产生．晓红同学据此认为试管中的固体只有氧化钙，即猜想I成立．晓琳同学认为晓红的实验不足以证明猜想I成立，理由是滴加的稀盐酸不足量．
（3）晓琳同学认为还可以利用其他的方法判断是否有氧化钙，她用水、酚酞试液和稀盐酸证明了猜想Ⅲ成立，请完成她的实验报告．

实验步骤及现象	实验结论
①取少量剩余固体于试管中，加水振荡，试管外壁发烫，过滤，取滤液滴加无色酚酞溶液，溶液变红②取滤渣滴加足量的稀盐酸，有气泡产生	猜想Ⅲ成立

（4）在一定温度下，将少量生石灰放入一定量的饱和石灰水中，搅拌并冷却到原来的温度，下列说法中正确的是C
A、溶剂质量不变    B、溶质质量增加   C、溶液浓度不变   D、溶解度增大
【思考】使用“石灰”的建筑工地上常有一个大的石灰池，使用“石灰”时，先将生石灰倒入池内水中，一段时间后，再取用其中的石灰浆使用．长期使用的石灰池内壁会逐渐增厚，其主要原因是Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
用化学方程式表示）

Answer 1

分析 根据物质的性质进行分析，碳酸钙高温能分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙是微溶于水的物质，其水溶液呈碱性，碳酸钙能与盐酸反应生成二氧化碳气体．虽然生石灰遇水会放出大量热而使饱和溶液温度升高，但题中明确“恢复到原来的温度”，因此在分析本问题时不需要考虑温度对溶液的影响；由于氧化钙能与水发生反应生成氢氧化钙，易被误解为增加了溶液中的溶质，其实，由于氧化钙反应消耗了饱和溶液中的水，而使饱和溶液因减少溶剂水而析出固体，饱和溶液的溶质、溶剂质量同时减少，溶液仍为饱和溶液．

解答 解：石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳，方程式为：CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
实验探究】（1）取一定量的剩余固体于试管中，加入一定量的水振荡，有白色不溶物不足以说明只有碳酸钙，因为氧化钙与水反应生成的氢氧化钙微溶于水，也是白色沉淀；
（2）取一定量的剩余固体于试管中，加入一定量的水，触摸试管外壁感觉发热，继续向试管中加入几滴稀盐酸，没有气泡产生，说明有氧化钙，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，不能说明猜想Ⅲ成立，原因是即使有碳酸钙，加入的少量稀盐酸先消耗氢氧化钙，也不会出现气泡；
（3）利用水、无色酚酞溶液证明氧化钙与水反应生成氢氧化钙，用稀盐酸证明碳酸钙存在；步骤如下：

实验步骤及现象	实验结论
①取少量剩余固体于试管中，加水振荡，试管外壁发烫，过滤，取滤液滴加无色酚酞溶液，溶液变红 ②取滤渣滴加足量的稀盐酸，有气泡产生	猜想Ⅲ成立

（4）A、由于氧化钙与饱和溶液中的水发生反应而使溶液因此减少了水，饱和溶液的溶剂减少，故A错误；
B、由于氧化钙与饱和溶液中的水发生反应而使溶液因此减少了水，饱和溶液的溶剂减少会造成溶质析出；溶液的溶质、溶剂都在减少，故B错误；
C、饱和溶液随溶剂水的减少，溶质相应析出，变化后的溶液仍为饱和溶液，且溶液温度没有改变，根据相同温度下的同种溶质的饱和溶液的溶质质量分数相同，饱和溶液的溶质质量分数不变，故C正确；
D、固体物质的溶解度只受温度的影响，由于溶液的温度不变，因此，溶质的溶解度也不变，故D错误；
故选：C．
【思考】长期使用的石灰池内壁会逐渐增厚，其主要原因是：氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳形成难溶的碳酸钙．反应的化学方程式为：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
故答案为：
CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ CaO+CO₂↑；
【实验探究】
（1）沉淀也可能是未溶解的氢氧化钙；
（2）滴加的稀盐酸不足量；
（3）

实验步骤及现象	实验结论
①取少量剩余固体于试管中，加水振荡，试管外壁发烫，过滤，取滤液滴加无色酚酞溶液，溶液变红 ②取滤渣滴加足量的稀盐酸，有气泡产生	猜想Ⅲ成立

（4）C；
【思考】Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．

点评 本题考查了固体溶解度的影响因素以及溶质质量分数的计算，完成此题，可以依据已有的知识进行．全面分析影响饱和溶液的各种因素，是正确处理有关饱和溶液发生改变类问题的关键，可以体现思维的严密性．