Question

某化學興趣小組的同學對一瓶久置的熟石灰粉末的組成進行實驗探究，請你一起參與他們的探究活動．
[提出問題]這瓶熟石灰粉末是否已經變質生成了CaCO₃？
[進行猜想]猜想一：熟石灰全部變成了CaCO₃．     猜想二：熟石灰部分變成了CaCO₃．
猜想三：熟石灰沒有變質．
[設計實驗]該小組同學對猜想一設計了下列探究方案，請你幫助他們完成下表中相關實驗內容．

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①取樣，加適量水，攪拌，過濾 ②取少量濾液于試管中，滴入酚酞試液 ③取少量濾渣于試管中，加入鹽酸	②   ． ③   ．	猜想一成立

[反思與應用]（1）要證明猜想二成立，可參照上述實驗方案進行探究，在步驟②中產生的實驗現象是

 

．
（2）小明想測定熟石灰樣品中Ca（OH）₂的質量分數，稱取上述1.0g熟石灰樣品，加適量水使之充分溶解，攪拌過濾后，在實驗室用pH試紙和配制好的10%鹽酸溶液進行實驗，實驗數據記錄見下表．

加入鹽酸溶液的質量/g	0	4	7.3	12
樣品的pH	12	9	7	4

①當pH=4時，溶液中所含的溶質是

 

（寫化學式）
②請計算熟石灰樣品中Ca（OH）₂的質量分數．

Answer 1

分析：熟石灰變質是指Ca（OH）₂和空氣中的二氧化碳反應生成CaCO₃．
在[設計實驗]中，最后的結論是猜想一成立，即：熟石灰全部變成了CaCO₃．可以斷定樣品中沒有Ca（OH）₂，則濾液呈中性，酚酞不變色；濾渣全部為CaCO₃，加鹽酸會全部溶解，并產生二氧化碳．
在[反思與應用]中，若猜想二成立，說明樣品中還有部分的Ca（OH）₂，則濾液呈堿性，酚酞變紅．
（2）、①PH=4，說明溶液顯酸性，即鹽酸溶液過量，則溶液中所含的溶質有兩種，分別是反應生成的CaCl₂和剩余的 HCl．
②、要計算樣品中Ca（OH）₂的質量分數，可以根據當溶液為中性時消耗的鹽酸溶液的質量來計算樣品中Ca（OH）₂的質量．因為溶液呈中性說明鹽酸和Ca（OH）₂恰好完全反應．

解答：解：[設計實驗]、猜想一成立，說明樣品中沒有Ca（OH）₂．則濾液呈中性，加入酚酞試液無明顯現象．向濾渣中加入稀鹽酸就是CaCO₃和稀鹽酸反應，由于碳酸鈣和稀鹽酸反應會生成CO₂，所以會有氣泡產生．
故答案為：②、無明顯現象；③、產生大量氣泡，濾渣全部溶解．
[反思與應用]、若猜想二成立，說明樣品中還有部分Ca（OH）₂，則濾液呈堿性，在加入酚酞試液后會使酚酞變紅．
故答案為：濾液變紅．
（2）、①、當PH=4時，說明溶液呈酸性，從題目中可以看出原因一定是加入的鹽酸過量．則反應后生成的溶液中所含的溶質除了生成的CaCl₂外，還有剩余鹽酸中的溶質HCl．
故答案為：CaCl₂、HCl．
（2）、②、由題意可知當加入鹽酸的質量為7.3g時，鹽酸和Ca（OH）₂恰好完全反應．
則參加反應的HCl的質量為7.3g×10%=0.73g
設：樣品中Ca（OH）₂的質量為x
Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O
  74      73
   x     0.73g

74

73

=

x

0.73g

x=0.74g
樣品中Ca（OH）₂的質量分數為：

0.74g

1.0g

×100%=74%
答：樣品中Ca（OH）₂的質量分數為74%．

點評：這是一道綜合性很強的實驗題和計算題．實驗部分要根據結論推出實驗現象．需要注意一些關鍵的詞，如猜想一中的“全部”、猜想二中的“部分”．計算部分關鍵是要看懂表格所顯示的內容--溶液呈中性就表示恰好完全反應．