Question

某化学课外活动小组在实验室配制石灰水时，发现烧杯底部仍有固体未溶解，对熟石灰样品的主要成分进行了探究．请你参与讨论并完成实验报告．
[提出问题]针对该熟石灰样品的成分，同学们展开了讨论，小明认为溶解后剩余固体为变质后的难溶性物质，变质的化学方程式为______．小华同学不同意他的判断，你认为小华同学的理由是______．
[进行猜想]猜想一：熟石灰样品成分是Ca（OH）₂
猜想二：熟石灰样品成分是CaCO₃
猜想三：你认为熟石灰样品成分还可能是______．
[实验与结论]请你通过实验验证你的猜想：

实验步骤	实验现象	实验结论
取小烧杯中的物质进行______（填操作名称），得到固体和液体．		猜想三正确
向滤液中加入适量______溶液；	溶液变蓝
向固体中加入适量稀盐酸．	______

[拓展与应用]
（1）小组同学反思了熟石灰变质的原因，在初中化学我们所学过的物质中还有______ （举一例）等也具有这样的性质，认识到这两种物质都应______保存．
（2）小明想测定样品中Ca（OH）₂的质量分数，称取上述0.5g样品，加足量水使之充分溶解，搅拌过滤后，在实验室用pH试纸和配制好的10%盐酸溶液进行实验，实验数据记录见下表．

加入盐酸溶液的质量/g	0	2	3.65	6
样品的pH	12	9	7	4

（1）当pH=4时，溶液中所含的溶质是______（写化学式）
（2）求样品中Ca（OH）₂的质量分数．

Answer 1

解：[提出问题]：氢氧化钙与二氧化碳发生反应，生成白色沉淀碳酸钙和水，其反应方程式为：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
小华同学的理由是：氢氧化钙的溶解度很小或加水量不足，这两种情况都可以导致不能形成澄清的溶液．
故答案是：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；固体还可能是微溶的氢氧化钙饱和后析出的晶体；
[进行猜想]：甲同学猜想是Ca（OH）₂；乙同学猜想是CaCO₃；我认为可能是Ca（OH）₂和CaCO₃；
故答案是：Ca（OH）₂ 和CaCO₃；
[实验与结论]：取少量的熟石灰样品于烧杯中，加适量的水充分溶解后过滤，向滤液中加入适量石蕊溶液，石蕊溶液变红，说明样品中含有氢氧化钙；
向滤出固体中加入适量的稀盐酸，有气泡冒出，说明样品中含有碳酸钙．
故答案是：过滤；石蕊；有气泡产生；
[拓展与应用]（1）Ca（OH）₂变质主要是接触空气中的水后和二氧化碳后发生反应，在初中化学我们所学过的物质中还有NaOH等也具有这样的性质，认识到这两种物质都应密封保存；
（2）①当PH=4时，说明溶液呈酸性，从题目中可以看出原因一定是加入的盐酸过量．则反应后生成的溶液中所含的溶质除了生成的CaCl₂外，还有剩余盐酸中的溶质HCl．
故答案为：CaCl₂、HCl．
（2）②由题意可知当加入盐酸的质量为3.65g时，盐酸和Ca（OH）₂恰好完全反应．
则参加反应的HCl的质量为3.65g×10%=0.365g
设：样品中Ca（OH）₂的质量为x
Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O
74 73
x 0.365g
=，
解得，x=0.37g
样品中Ca（OH）₂的质量分数为：×100%=74%
答：样品中Ca（OH）₂的质量分数为74%．
分析：[提出问题]：Ca（OH）₂的与空气中的CO₂发生反应生成白色沉淀CaCO₃；氢氧化钙的溶解度很小，如果氢氧化钙较多或蒸馏水较少，都不能形成澄清的溶液；
[进行猜想]：熟石灰样品的主要成分可能是Ca（OH）₂；也可能是CaCO₃；也可能是它们的混合物．
[实验与结论]：氢氧化钙是一种微溶性的物质，能与空中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水而变质；若如果部分变质，加水溶解，过滤，向滤液中加入石蕊，石蕊变成蓝色，向滤渣中加入盐酸由气泡生成．
[拓展与应用]（1）Ca（OH）₂变质主要是接触空气中的水后和二氧化碳后发生反应，碱性药品都具有类似性质；
（2）①PH=4，说明溶液显酸性，即盐酸溶液过量，则溶液中所含的溶质有两种，分别是反应生成的CaCl₂和剩余的 HCl．
②要计算样品中Ca（OH）₂的质量分数，可以根据当溶液为中性时消耗的盐酸溶液的质量来计算样品中Ca（OH）₂的质量．因为溶液呈中性说明盐酸和Ca（OH）₂恰好完全反应．
点评：化学实验现象是化学实验最突出、最鲜明的部分，也是进行分析推理得出结论的依据，掌握物质的性质和相互之间的反应关系，并有助于提高观察、实验能力．