Question

通過學習堿的性質，我校化學興趣小組的同學對實驗室的“氫氧化鈣是否變質以及變質的程度”展開了探究活動，請你一同參與：
（1）提出問題：氫氧化鈣是否變質？
（2）猜想與假設：同學們經過討論認為樣品存在三種可能情況：沒有變質；部分變質；完全變質．
（3）實驗探究：

實驗步驟及操作	實驗現象	實驗結論
取樣于試管中，加入足 量蒸餾水振蕩，靜置 ①取上層清液，滴入 無色酚酞試液 ②倒去上層清液，再向 試管中注入稀鹽酸	若：①無色酚酞試液不變紅 ②有氣泡產生	全部變質
	若：①無色酚酞試液變紅 ②______	______
	若：①______ ②沒有氣泡產生	______

（4）小結與思考：同學們根據上述實驗方案進行實驗，確定該樣品已部分變質，請寫出氫氧化鈣變質及實驗中涉及的化學反應方程式：______、______．
（5）澄清的石灰水與稀鹽酸反應沒有明顯外觀現象．請你幫助他們找出實驗方法，能通過明顯的外觀現象，證明澄清的石灰水與稀鹽酸反應，并且能控制它們在恰好完全反應時停止實驗．（已知氯化鈣、硫酸鈣、硝酸鈣的水溶液呈中性）
（6）同學們為了測定氫氧化鈣變質的程度，取已部分變質樣品20g放入燒杯中，向其中加入100g一定質量分數的稀鹽酸，二者恰好完全反應．反應結束后，稱量燒杯中剩余物質的總質量為117.8g（不包括燒杯的質量，且氣體溶解忽略不計）．試計算氫氧化鈣的純度是多少？

Answer 1

解：（3）根據結論：部分變質，那么成分是氫氧化鈣和碳酸鈣，故“②倒去上層清液，再向試管中注入稀鹽酸”后肯定有氣泡產生；
若沒有氣泡產生，說明氫氧化鈣未變質，則全部是氫氧化鈣，故①取上層清液，滴入無色酚酞試液，無色酚酞試液變紅；
（4）氫氧化鈣變質與二氧化碳反應產生碳酸鈣和水，碳酸鈣和鹽酸反應產生二氧化碳氣體，故反應的方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（5）澄清的石灰水與稀鹽酸反應沒有明顯外觀現象，可以應該酚酞的顏色變化指示溶液酸堿性的變化從而判斷反應的進行及反應的程度，故答案為：
在澄清的石灰水中滴加幾滴酚酞試液，溶液變紅色，然后逐滴滴加稀鹽酸，紅色逐漸消失，則證明澄清的石灰水和稀鹽酸反應；
當紅色恰好變為無色時，二者恰好完全反應；
（6）解：生成二氧化碳的質量為：20g+100g-117.8g=2.2g
設參加反應的碳酸鈣的質量為X，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
X 2.2g
100/44=X/2.2g X=5 g
氫氧化鈣的純度=×100%=75%
答：氫氧化鈣的純度是75%．
故答案為：（3）實驗探究：②有氣泡產生；部分變質；①無色酚酞試液變紅；沒有變質；
（4）小結與思考：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（5）在澄清的石灰水中滴加幾滴酚酞試液，溶液變紅色，然后逐滴滴加稀鹽酸，紅色逐漸消失，則證明澄清的石灰水和稀鹽酸反應；
當紅色恰好變為無色時，二者恰好完全反應；
（6）解：生成二氧化碳的質量為：20g+100g-117.8g=2.2g
設參加反應的碳酸鈣的質量為X，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
X 2.2g
100/44=X/2.2g X=5 g
氫氧化鈣的純度=×100%=75%
答：氫氧化鈣的純度是75%．
分析：（3）根據氫氧化鈣的變質程度分析現象：①沒有變質，只含有氫氧化鈣，加酚酞試液會看到酚酞試液變成紅色，加稀鹽酸沒有氣泡產生；
②部分變質，則含有氫氧化鈣和碳酸鈣，加酚酞試液會看到酚酞試液變成紅色，加稀鹽酸有氣泡產生；
③全部變質，只含有碳酸鈣，加酚酞試液不會看到酚酞試液變成紅色，加稀鹽酸有氣泡產生；
（4）根據氫氧化鈣變質是與二氧化碳反應產生碳酸鈣和水寫出相關的方程式；
（5）通過酚酞試液顏色的變化指示反應的發生及反應的程度；
（6）根據反應前后溶液的質量差計算二氧化碳的質量，再通過方程式計算碳酸鈣的質量，從而知道氫氧化鈣的質量，再利用質量分數的公式計算氫氧化鈣的純度．
點評：本題考查了氫氧化鈣的變質，握氫氧化鈣變質的原因和氫氧化鈣、碳酸鈣的性質是解答此題的前提和基礎，此外，還要根據現象分析結論，或者根據結論推出現象，正確書寫化學方程式．