Question

3．生石灰是一種傳統的建筑材料，俗稱“石灰”．工業上通過在石灰窯中煅燒石灰石制得“石灰”，其反應原理是：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
某興趣小組的同學對某地剛出窯的“石灰”的成分進行探究．
【提出問題】剛出窯的“石灰”有哪些成分？
【猜想】
Ⅰ．只有氧化鈣
Ⅱ．只有碳酸鈣
Ⅲ．既有氧化鈣也有碳酸鈣
【實驗探究】
（1）曉明同學從樣品中取一定量的固體于試管中，并加入一定量的水，振蕩，有白色不溶物．據此曉明認為試管中的固體為碳酸鈣，即猜想Ⅱ成立．曉紅同學認為上述實驗不足以證明猜想Ⅱ成立，其理由是沉淀也可能是未溶解的氫氧化鈣．
（2）曉紅同學從樣品中取一定量的固體于試管中，加入一定量的水，觸摸試管外壁，感覺發熱；繼續向試管中加入幾滴稀鹽酸，沒有發現氣泡產生．曉紅同學據此認為試管中的固體只有氧化鈣，即猜想I成立．曉琳同學認為曉紅的實驗不足以證明猜想I成立，理由是滴加的稀鹽酸不足量．
（3）曉琳同學認為還可以利用其他的方法判斷是否有氧化鈣，她用水、酚酞試液和稀鹽酸證明了猜想Ⅲ成立，請完成她的實驗報告．

實驗步驟及現象	實驗結論
①取少量剩余固體于試管中，加水振蕩，試管外壁發燙，過濾，取濾液滴加無色酚酞溶液，溶液變紅②取濾渣滴加足量的稀鹽酸，有氣泡產生	猜想Ⅲ成立

（4）在一定溫度下，將少量生石灰放入一定量的飽和石灰水中，攪拌并冷卻到原來的溫度，下列說法中正確的是C
A、溶劑質量不變    B、溶質質量增加   C、溶液濃度不變   D、溶解度增大
【思考】使用“石灰”的建筑工地上常有一個大的石灰池，使用“石灰”時，先將生石灰倒入池內水中，一段時間后，再取用其中的石灰漿使用．長期使用的石灰池內壁會逐漸增厚，其主要原因是Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
用化學方程式表示）

Answer 1

分析 根據物質的性質進行分析，碳酸鈣高溫能分解生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣能與水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣是微溶于水的物質，其水溶液呈堿性，碳酸鈣能與鹽酸反應生成二氧化碳氣體．雖然生石灰遇水會放出大量熱而使飽和溶液溫度升高，但題中明確“恢復到原來的溫度”，因此在分析本問題時不需要考慮溫度對溶液的影響；由于氧化鈣能與水發生反應生成氫氧化鈣，易被誤解為增加了溶液中的溶質，其實，由于氧化鈣反應消耗了飽和溶液中的水，而使飽和溶液因減少溶劑水而析出固體，飽和溶液的溶質、溶劑質量同時減少，溶液仍為飽和溶液．

解答 解：石灰石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣在高溫的條件下生成氧化鈣和二氧化碳，方程式為：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
實驗探究】（1）取一定量的剩余固體于試管中，加入一定量的水振蕩，有白色不溶物不足以說明只有碳酸鈣，因為氧化鈣與水反應生成的氫氧化鈣微溶于水，也是白色沉淀；
（2）取一定量的剩余固體于試管中，加入一定量的水，觸摸試管外壁感覺發熱，繼續向試管中加入幾滴稀鹽酸，沒有氣泡產生，說明有氧化鈣，氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，不能說明猜想Ⅲ成立，原因是即使有碳酸鈣，加入的少量稀鹽酸先消耗氫氧化鈣，也不會出現氣泡；
（3）利用水、無色酚酞溶液證明氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，用稀鹽酸證明碳酸鈣存在；步驟如下：

實驗步驟及現象	實驗結論
①取少量剩余固體于試管中，加水振蕩，試管外壁發燙，過濾，取濾液滴加無色酚酞溶液，溶液變紅 ②取濾渣滴加足量的稀鹽酸，有氣泡產生	猜想Ⅲ成立

（4）A、由于氧化鈣與飽和溶液中的水發生反應而使溶液因此減少了水，飽和溶液的溶劑減少，故A錯誤；
B、由于氧化鈣與飽和溶液中的水發生反應而使溶液因此減少了水，飽和溶液的溶劑減少會造成溶質析出；溶液的溶質、溶劑都在減少，故B錯誤；
C、飽和溶液隨溶劑水的減少，溶質相應析出，變化后的溶液仍為飽和溶液，且溶液溫度沒有改變，根據相同溫度下的同種溶質的飽和溶液的溶質質量分數相同，飽和溶液的溶質質量分數不變，故C正確；
D、固體物質的溶解度只受溫度的影響，由于溶液的溫度不變，因此，溶質的溶解度也不變，故D錯誤；
故選：C．
【思考】長期使用的石灰池內壁會逐漸增厚，其主要原因是：氫氧化鈣吸收空氣中的二氧化碳形成難溶的碳酸鈣．反應的化學方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
故答案為：
CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ CaO+CO₂↑；
【實驗探究】
（1）沉淀也可能是未溶解的氫氧化鈣；
（2）滴加的稀鹽酸不足量；
（3）

實驗步驟及現象	實驗結論
①取少量剩余固體于試管中，加水振蕩，試管外壁發燙，過濾，取濾液滴加無色酚酞溶液，溶液變紅 ②取濾渣滴加足量的稀鹽酸，有氣泡產生	猜想Ⅲ成立

（4）C；
【思考】Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．

點評 本題考查了固體溶解度的影響因素以及溶質質量分數的計算，完成此題，可以依據已有的知識進行．全面分析影響飽和溶液的各種因素，是正確處理有關飽和溶液發生改變類問題的關鍵，可以體現思維的嚴密性．