Question

【題目】某化學學習小組在老師的指導下，對白色粉筆的成分進行探究。

（提出問題）白色粉筆的主要成分是什么呢？老師提示是一種常見的鈣鹽與少量性質穩定的粘合劑制成的。

（猜想與假設）同學分別做出如下猜想：

A：碳酸鈣 B：氫氧化鈣 C：硫酸鈣 D：氯化鈣 E：硝酸鈣

同學們根據老師提示并討論，立即否定了B的猜想，你認為理由是______。

（查閱資料）

（1）硫酸鈣是自然界中石膏礦的主要成分，為白色固體，微溶于水。

（2）室溫下幾種物質的溶解度

物質	碳酸鈣	氯化鈣	硫酸鈣	硝酸鈣
溶解度/g	0.0013	74.5	0.3	138

（進行實驗）

	實驗操作	現象	結論
①	取少量白色粉筆研碎于試管中，加入 ______	無現象	A不成立
②	取少量白色粉筆研碎于燒杯中，加入少量水，攪拌	固體沒有明顯減少	______ 不成立
③	將②進行 ______ 操作，得到清液A和固體，向清液中加入 ______ 溶液，再加入足量稀鹽酸	產生白色沉淀，沉淀不消失	C成立

請寫出③中發生反應的化學方程式______。

注意：若答對以下問題可獎勵4分，化學試卷總分不超過60分。

（拓展延伸）為了測定生石膏的組成（CaSO4xH2O），即測定x的值，做了如下實驗：將含結晶水的硫酸鈣放在坩堝中加熱，加熱前和加熱后都進行稱量。隨著實驗次數的增加，加熱的時間不斷延長，他們在實驗中將數據整理如下，并利用數據繪制的圖象如圖所示。

查閱資料：含結晶水的硫酸鈣有兩種組成形式，在加熱過程中，分步失去結晶水，最終得到硫酸鈣固體。

實驗順序 （按序延長加熱時間）	固體質量/g
	加熱前	加熱后
1	3.44	3.26
2	3.44	3.12
3	3.44	2.90
4	3.44	2.90
5	3.44	2.80
6	3.44	2.78
7	3.44	2.72
8	3.44	2.72

（1）AB段固體質量不變的原因______。

（2）利用實驗數據，計算x=______。

（3）圖中CD段固體物質的化學式______。

Answer 1

【答案】氫氧化鈣是堿而不是鹽 稀鹽酸 DE 過濾 氯化鋇 CaSO4+BaCl2=BaSO4↓+CaCl2 未達到分解溫度 2 2CaSO4H2O

【解析】

[猜想與假設]老師提示是一種常見的鈣鹽，氫氧化鈣是堿而不是鹽，B的猜想錯誤；

[進行實驗]①取少量白色粉筆研碎于試管中，加入稀鹽酸，無現象，說明無碳酸鈣，A不成立；

②氯化鈣、硝酸鈣易溶于水，取少量白色粉筆研碎于燒杯中，加入足量水，攪拌，固體沒有明顯減少，說明無氯化鈣、硝酸鈣，DE不成立；

③將②進行過濾，得到清夜A和固體，向清液中加入氯化鋇溶液，再加入足量稀鹽酸，產生白色沉淀，沉淀不消失，說明有硫酸鈣，丙成立；

硫酸鈣與氯化鋇反應產生硫酸鋇沉淀和氯化鈣，發生反應的化學方程式為：CaSO4+BaCl2=CaCl2+BaSO4↓；

[拓展延伸]（1）生石膏分解需要一定的溫度，AB段固體質量不變的原因未達到分解溫度；

（2）石膏加熱分解減少的質量就是水的質量，由實驗數據知3.44gCaSO4xH2O完全分解得到無水CaSO42.72g，則：

，

x=2，所以石膏的化學式為CaSO42H2O；

（3）由實驗數據知在A-B段時石膏的質量為2.90g，其中CaSO42.72g，H2O0.18g。此時其化學式可表示為2CaSO4H2O。