Question

2．某兴趣小组发现了一包敞口放置的碱石灰样品，为探究其成分，同学们在实验室对这包碱石灰样品展开了探究．
【查阅资料】①碱石灰是CaO和NaOH固体的混合物．②熟石灰微溶于水；③BaCl₂溶液显中性．
【提出猜想】根据资料，同学们分析碱石灰样品的主要成分可能含有CaO、NaOH、Ca（OH）₂、CaCO₃和Na₂CO₃．
【实验探究】小组讨论后设计如下实验进行探究：

实验步骤及操作	实验现象	结论
①取部分该样品于试管中，加少量水	无放热现象	样品中不含CaO和NaOH
②继续加足量水，振荡、静置	产生白色沉淀	样品中一定含有CaCO3
③取步骤②的少量上层清液于另一试管中，向其中滴加过量BaCl2溶液	产生白色沉淀	/
④将步骤③所得物质过滤，向滤液中滴加无色酚酞溶液	溶液变红色

【思考分析】
小杰同学经过分析认为步骤②的结论不准确，原因是Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH（用化学方程式表示）．
小红提出步骤③中可用Ba（OH）₂溶液代替BaCl₂溶液进行实验，你认为合理吗？并说明理由．不能，Ba（OH）₂是碱，和a₂CO₃溶液反应生成了NaOH溶液，后面NaOH的验生干扰
【解释结论】
通过以上探究与分析：可以得出该碱石灰样品一定含有的物质是Na₂CO₃、Ca（OH）₂；实验探究步骤④所得溶液中除酚酞外还含有的溶质有NaOH、NaCl、BaCl₂．
【继续探究】
某同学为探究生石灰样品变质后碳酸钙的含量，取10g样品，加入50g稀盐酸，完全反应后，剩余溶液总质量为57.8g，求样品中碳酸钙含量．

Answer 1

分析 【提出猜想】根据氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙易吸收空气中二氧化碳生成碳酸钙，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水进行分析；
【实验探究】根据氧化钙和水反应生成氢氧化钙，且放出大量的热，氢氧化钠固体溶解也会放出大量热；
【思考与分析】根据氢氧化钙和碳酸钠溶液反应碳酸钙沉淀和氢氧化钠进行解答；
【解释与结论】根据碳酸钠溶液能和氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，氢氧化钠溶液呈碱性，能使酚酞试液变红进行解答；
根据氢氧化钠溶液呈碱性，能使酚酞试液变红以及氯化钡溶液过量进行解答．
【继续探究】碳酸钙与盐酸反应放出二氧化碳使反应前后质量出现差异因此，使用守恒定，由反应前后量差计算二氧化碳的质量；根据反应的化学方程式计算参加反应的碳酸钙的质量，进一步计算样品中酸钙质分数．

解答 解：【提出猜想】氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙易吸收空气中二氧化碳生成碳酸钙，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，所以该碱石灰的主要成分可能含有CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃、NaOH和Na₂CO₃；
【实验探究】氧化钙和水反应生成氢氧化钙，且放出大量的热，氢氧化钠固体溶解也会放出大量热，所以加少量水后无放热现象，说明这包碱石灰样品中不含氧化钙和氢氧化钠；
【思考与分析】氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，所以不一定含有碳酸钙，化学方程式为Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
如果Ba（OH）₂代替，将发反应：Ba（OH）₂+Na₂CO₃=BaCO₃↓+NaOH，成了NOH，对后面NaOH的验生扰所以不能用Ba（OH）₂溶液代替．
【解释与结论】碳酸钠溶液能和氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，所以取少量上层清液于另一试管中，向其中滴加过量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明一定含有碳酸钠；过滤后所得物质能使酚酞试液变红，说明有氢氧化钠（此时溶液中不可能有氢氧化钙，因为有碳酸钠），又因为原固体混合物中没有NaOH，所以应该是Ca（OH）₂和Na₂CO₃反应生成了NaOH，因此固体混合物中一定有Ca（OH）₂；
氢氧化钠溶液呈碱性，能使酚酞试液变红以及氯化钡溶液过量，所以③所得溶液中除酚酞外还含有的溶质是氢氧化钠、氯化钠和氯化钡．
【继续探究】根据质量守恒定律，恰好全反应生成二氧化碳的质量=50g+10g-57.8g=2.2g；
设样品中碳酸钙的质量为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100                            44
x                                2.2g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{2.2g}$
x=5g
样品中碳酸钙的质量分数：$\frac{5g}{10g}×100%$=50%
故答案为：【提出猜想】Na₂CO₃；
【实验探究】NaOH；
【思考与分析】Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；不能，Ba（OH）₂是碱，和a₂CO₃溶液反应生成了NaOH溶液，后面NaOH的验生干扰；
【解释与结论】Na₂CO₃、Ca（OH）₂；
NaOH、NaCl、BaCl₂．
【继续探究】50%．

点评 本题以生活中常见的食品干燥剂为情境角度出发，考查干燥剂是否变质的实验探究的综合性推断题，考查了CO₂、NaOH、Ca（OH ）₂、CaCO₃ 之间如何相互转化，特别是考查学生的在实验探究中推断分析能力，和平时对含碳的化合物的化学性质的积累．