Question

18．某化学课外活动小组在实验室配制石灰水时，因发现烧杯底部有固体未溶解，对熟石灰样品的主要成分进行了探究．请你参与讨论并完成实验报告．
【提出问题】针对该熟石灰样品的成分，同学们展开了讨论，小明认为溶解后剩余固体为变质后的难溶性物质，变质的化学方程式为CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．小华同学不同意他的判断，你认为小华同学的理由是氢氧化钙微溶于水，固体还可能是未溶解的氢氧化钙．
【进行猜想】猜想一：熟石灰样品成分是Ca（OH）₂；
猜想二：熟石灰样品成分是CaCO₃；
猜想三：你认为熟石灰样品成分还可能是Ca（OH）₂和CaCO₃．
【实验与结论】请你通过实验验证你的猜想：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取小烧杯中的物质进行 过滤，得到固体和液体．	此处是多余的空	猜想三正确
②向①所得液体中加入适量 酚酞溶液；	溶液变红
③向①所得固体中加入适量 稀盐酸	有气泡产生

【拓展与应用】实验小组同学想测定样品中Ca（OH）₂的质量分数：称取上述0.5g样品，加足量水使之充分溶解，搅拌后过滤．
①甲组在实验室用pH试纸和配制好的10%盐酸溶液进行实验，实验数据记录见下表．（提示：氯化钙溶液呈中性）

加入盐酸溶液的质量/g	0	2.5	3.65	6
样品的pH	12	11	7	2

Ⅰ．边滴加稀盐酸，边不断搅拌的目的是使反应物充分接触；
Ⅱ．样品中Ca（OH）₂的质量分数是多少？
②乙组同学进行了数字化实验，由计算机描绘出了整个实验过程中溶液pH的变化图象如图．则图中a点表示的含义是氢氧化钠和盐酸恰好完全反应；图中b点溶液中含有的溶质有CaCl₂、HCl（填化学式），乙组同学要计算出样品中氢氧化钙的质量分数，除了要用到已有数据外，你认为还需要的数据是盐酸的密度．

Answer 1

分析 【提出问题】氢氧化钙能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水；氢氧化钙是微溶于水的物质；
【进行猜想】样品可能是氢氧化钙和碳酸钙的混合物；
【实验与结论】过滤可以把不溶于水的物质除去；氢氧化钙溶液显碱性，能使酚酞试液变红色；碳酸钙能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
【拓展与应用】（1）氢氧化钠能够和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水；（2）氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水；
根据稀盐酸的质量、溶质质量分数可以计算氢氧化钙的质量，进一步可以计算样品中Ca（OH）₂的质量分数．

解答 解：【提出问题】
熟石灰变质的化学方程式为：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
小华同学的理由是氢氧化钙微溶于水，固体还可能是未溶解的氢氧化钙．
故填：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；氢氧化钙微溶于水，固体还可能是未溶解的氢氧化钙．
【进行猜想】猜想三，熟石灰样品成分还可能是Ca（OH）₂和CaCO₃的混合物．
故填：Ca（OH）₂和CaCO₃．
【实验与结论】要证明猜想三正确，就是证明样品中含有氢氧化钙和碳酸钙，氢氧化钙的水溶液呈碱性，能使酚酞试液变红，碳酸钙能与盐酸反应生成二氧化碳气体；
故填：酚酞；有气泡产生．
【拓展与应用】①Ⅰ、反应过程中用玻璃棒不断搅拌的目的是使反应物充分接触，更利于反应的进行，故填：使反应物充分接触；
Ⅱ、设：样品中Ca（OH）₂的质量为x，
Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O，
  74      73
  x     3.65g×10%
$\frac{74}{73}=\frac{x}{3.65g×10%}$
x=0.37g，
样品中Ca（OH）₂的质量分数为：$\frac{0.37g}{0.5g}$×100%=74%，
答：样品中Ca（OH）₂的质量分数为74%（1）NaOH和氢氧化钙一样，暴露在空气中会变质，因此应该密封保存．
故填：NaOH；密封．
（2）图中a点表示氢氧化钠和盐酸恰好完全反应，图中b点当pH=2时，溶液中所含的溶质有反应生成的氯化钙和过量稀盐酸中的氯化氢；要测定氢氧化钙的质量分数，还需要知道盐酸的密度，故填：氢氧化钠和盐酸恰好完全反应；CaCl₂、HCl；盐酸的密度．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．