Question

某學習小組對在實驗中吸收過水蒸氣和二氧化碳氣體的堿石灰成分進行了研究．
【查閱資料】
①堿石灰是CaO與NaOH 的固體混合物，通常用于吸收二氧化碳及干燥氣體．
②堿性的Na₂CO₃溶液可以與中性的CaCl₂溶液發生復分解反應．
【提出猜想】
該堿石灰的主要成分可能含有CaO、______、CaCO₃、NaOH和______．
【設計方案、收集證據】
（1）甲同學在燒杯中放入2藥匙的堿石灰樣品，加入50mL蒸餾水充分攪拌，靜置有白色沉淀，甲同學認為該沉淀是CaCO₃，乙同學認為他的結論不準確，理由是______．
（2）乙同學進一步設計實驗并進行驗證，過程如下：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
①從甲同學的燒杯中取少量上層清液于試管中，向其中滴加足量CaCl2溶液．	有白色沉淀生成	生成白色沉淀的化學方程式為： ______．
②過濾，向濾液中滴加無色酚酞溶液．	______	通過實驗及分析，樣品中只含有： 碳酸鈉和碳酸鈣．

【解釋與評價】
（1）乙同學進一步設計了下列實驗裝置（圖甲），通過稱量B裝置的質量變化來確定樣品的成分及質量（氣密性良好，每次實驗中鹽酸均足量，操作無誤）．多次實驗發現測定結果______（選填偏大、偏小），原因是______．
（2）在老師的指導下，乙同學完善了實驗裝置（圖乙），并重新進行了實驗，步驟如下：
①檢查裝置氣密性，將5.06g干燥的樣品放入錐形瓶中；
②打開活塞b，從導管a處緩緩鼓入一定量的空氣，關閉活塞b；
③稱量盛有氫氧化鈉濃溶液的D瓶質量；
④向錐形瓶中逐滴加入稀硫酸至不再產生氣泡；
⑤打開活塞b，從導管a處緩緩鼓入一定量的空氣；
⑥稱量D瓶質量，增重2.2g．
【實驗反思】
（1）步驟②的作用是______．
（2）圖乙中，裝置C的作用是______．
（3）步驟⑤的作用是______．
（4）通過分析及計算可知：5.06g樣品中碳酸鈣的質量為______g．

Answer 1

解：（1）【提出猜想】通過分析可知：堿石灰是CaO與NaOH 的固體混合物，通常用于吸收二氧化碳及干燥氣體，氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水；因此該堿石灰的主要成分可能含有CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃、NaOH和Na₂CO₃；故答案為：Ca（OH）₂；Na₂CO₃；
（2）【設計方案、收集證據】甲同學在燒杯中放入2藥匙的堿石灰樣品，加入50mL蒸餾水充分攪拌，靜置有白色沉淀，甲同學認為該沉淀是CaCO₃，乙同學認為他的結論不準確，理由是氫氧化鈣微溶于水，達到飽和后也會沉下；乙同學進一步設計實驗并進行驗證，因為氯化鈣溶液和碳酸鈉溶液反應生成白色沉淀碳酸鈣和氯化鈉，因此有白色沉淀生成；過濾，向濾液中滴加無色酚酞溶液，現象是不變紅色，因此沒有氫氧化鈉，通過實驗及分析，樣品中只含有：碳酸鈉和碳酸鈣；故答案為：①氫氧化鈣微溶于水②CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；不變紅色；
（3）【解釋與評價】乙同學進一步設計的實驗中，多次實驗發現測定結果偏大，原因是：鹽酸具有揮發性、滴加液體也占據了一定的體積、原空氣中也含有二氧化碳等；故答案為：偏大；鹽酸具有揮發性、滴加液體也占據了一定的體積、原空氣中也含有二氧化碳；
（4）【實驗反思】步驟②打開活塞b，從導管a處緩緩鼓入一定量的空氣，關閉活塞b，它的作用是：排除原裝置中的空氣；圖乙中，裝置C中放的是濃硫酸，濃硫酸的作用是：吸水干燥作用；步驟⑤的作用是：把瓶內氣體全部壓進D中，使二氧化碳被全部吸收；根據化學方程式的計算，求碳酸鈣的質量，即：設碳酸鈣的質量為x，碳酸鈣與硫酸反應生成的二氧化碳的質量為y，，；解得x=4g，故答案為：①排除原裝置中的空氣；②吸水干燥作用；③把瓶內氣體全部壓進D中；④4
分析：本題能使同學們體會到實驗探究的一般過程，通過分析可知：堿石灰是CaO與NaOH 的固體混合物，通常用于吸收二氧化碳及干燥氣體，氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水；因此該堿石灰的主要成分可能含有CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃、NaOH和Na₂CO₃；甲同學在燒杯中放入2藥匙的堿石灰樣品，加入50mL蒸餾水充分攪拌，靜置有白色沉淀，甲同學認為該沉淀是CaCO₃，乙同學認為他的結論不準確，理由是氫氧化鈣微溶于水，達到飽和后也會沉下；乙同學進一步設計實驗并進行驗證，因為氯化鈣溶液和碳酸鈉溶液反應生成白色沉淀碳酸鈣和氯化鈉，因此有白色沉淀生成；過濾，向濾液中滴加無色酚酞溶液，現象是不變紅色，因此沒有氫氧化鈉，通過實驗及分析，樣品中只含有：碳酸鈉和碳酸鈣．乙同學進一步設計的實驗中，多次實驗發現測定結果偏大，原因是：鹽酸具有揮發性、滴加液體也占據了一定的體積、原空氣中也含有二氧化碳等；步驟②打開活塞b，從導管a處緩緩鼓入一定量的空氣，關閉活塞b，它的作用是：排除原裝置中的空氣；圖乙中，裝置C中放的是濃硫酸，濃硫酸的作用是：吸水干燥作用；步驟⑤的作用是：把瓶內氣體全部壓進D中，使二氧化碳被全部吸收；根據化學方程式的計算，求碳酸鈣的質量．
點評：實驗探究題是近幾年中考的熱點之一，既考查了實驗步驟的設計，又考查了化學方程式的書寫，還對實驗進行了評價，綜合性比較強．它包括實驗方法和過程的探究，實驗結論和實驗規律的探究等．本題通過實驗資料和實驗分析，得到了正確的結論，屬于結論性探究．同學們要具體分析，綜合掌握．