Question

2．某興趣小組發(fā)現(xiàn)了一包敞口放置的堿石灰樣品，為探究其成分，同學(xué)們在實驗室對這包堿石灰樣品展開了探究．
【查閱資料】①堿石灰是CaO和NaOH固體的混合物．②熟石灰微溶于水；③BaCl₂溶液顯中性．
【提出猜想】根據(jù)資料，同學(xué)們分析堿石灰樣品的主要成分可能含有CaO、NaOH、Ca（OH）₂、CaCO₃和Na₂CO₃．
【實驗探究】小組討論后設(shè)計如下實驗進行探究：

實驗步驟及操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
①取部分該樣品于試管中，加少量水	無放熱現(xiàn)象	樣品中不含CaO和NaOH
②繼續(xù)加足量水，振蕩、靜置	產(chǎn)生白色沉淀	樣品中一定含有CaCO3
③取步驟②的少量上層清液于另一試管中，向其中滴加過量BaCl2溶液	產(chǎn)生白色沉淀	/
④將步驟③所得物質(zhì)過濾，向濾液中滴加無色酚酞溶液	溶液變紅色

【思考分析】
小杰同學(xué)經(jīng)過分析認(rèn)為步驟②的結(jié)論不準(zhǔn)確，原因是Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH（用化學(xué)方程式表示）．
小紅提出步驟③中可用Ba（OH）₂溶液代替BaCl₂溶液進行實驗，你認(rèn)為合理嗎？并說明理由．不能，Ba（OH）₂是堿，和a₂CO₃溶液反應(yīng)生成了NaOH溶液，后面NaOH的驗生干擾
【解釋結(jié)論】
通過以上探究與分析：可以得出該堿石灰樣品一定含有的物質(zhì)是Na₂CO₃、Ca（OH）₂；實驗探究步驟④所得溶液中除酚酞外還含有的溶質(zhì)有NaOH、NaCl、BaCl₂．
【繼續(xù)探究】
某同學(xué)為探究生石灰樣品變質(zhì)后碳酸鈣的含量，取10g樣品，加入50g稀鹽酸，完全反應(yīng)后，剩余溶液總質(zhì)量為57.8g，求樣品中碳酸鈣含量．

Answer 1

分析 【提出猜想】根據(jù)氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣易吸收空氣中二氧化碳生成碳酸鈣，二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水進行分析；
【實驗探究】根據(jù)氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，且放出大量的熱，氫氧化鈉固體溶解也會放出大量熱；
【思考與分析】根據(jù)氫氧化鈣和碳酸鈉溶液反應(yīng)碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉進行解答；
【解釋與結(jié)論】根據(jù)碳酸鈉溶液能和氯化鋇溶液反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉，氫氧化鈉溶液呈堿性，能使酚酞試液變紅進行解答；
根據(jù)氫氧化鈉溶液呈堿性，能使酚酞試液變紅以及氯化鋇溶液過量進行解答．
【繼續(xù)探究】碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)放出二氧化碳使反應(yīng)前后質(zhì)量出現(xiàn)差異因此，使用守恒定，由反應(yīng)前后量差計算二氧化碳的質(zhì)量；根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計算參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量，進一步計算樣品中酸鈣質(zhì)分?jǐn)?shù)．

解答 解：【提出猜想】氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣易吸收空氣中二氧化碳生成碳酸鈣，二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，所以該堿石灰的主要成分可能含有CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃、NaOH和Na₂CO₃；
【實驗探究】氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，且放出大量的熱，氫氧化鈉固體溶解也會放出大量熱，所以加少量水后無放熱現(xiàn)象，說明這包堿石灰樣品中不含氧化鈣和氫氧化鈉；
【思考與分析】氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，所以不一定含有碳酸鈣，化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
如果Ba（OH）₂代替，將發(fā)反應(yīng)：Ba（OH）₂+Na₂CO₃=BaCO₃↓+NaOH，成了NOH，對后面NaOH的驗生擾所以不能用Ba（OH）₂溶液代替．
【解釋與結(jié)論】碳酸鈉溶液能和氯化鋇溶液反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉，所以取少量上層清液于另一試管中，向其中滴加過量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說明一定含有碳酸鈉；過濾后所得物質(zhì)能使酚酞試液變紅，說明有氫氧化鈉（此時溶液中不可能有氫氧化鈣，因為有碳酸鈉），又因為原固體混合物中沒有NaOH，所以應(yīng)該是Ca（OH）₂和Na₂CO₃反應(yīng)生成了NaOH，因此固體混合物中一定有Ca（OH）₂；
氫氧化鈉溶液呈堿性，能使酚酞試液變紅以及氯化鋇溶液過量，所以③所得溶液中除酚酞外還含有的溶質(zhì)是氫氧化鈉、氯化鈉和氯化鋇．
【繼續(xù)探究】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，恰好全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量=50g+10g-57.8g=2.2g；
設(shè)樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100                            44
x                                2.2g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{2.2g}$
x=5g
樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：$\frac{5g}{10g}×100%$=50%
故答案為：【提出猜想】Na₂CO₃；
【實驗探究】NaOH；
【思考與分析】Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；不能，Ba（OH）₂是堿，和a₂CO₃溶液反應(yīng)生成了NaOH溶液，后面NaOH的驗生干擾；
【解釋與結(jié)論】Na₂CO₃、Ca（OH）₂；
NaOH、NaCl、BaCl₂．
【繼續(xù)探究】50%．

點評 本題以生活中常見的食品干燥劑為情境角度出發(fā)，考查干燥劑是否變質(zhì)的實驗探究的綜合性推斷題，考查了CO₂、NaOH、Ca（OH ）₂、CaCO₃ 之間如何相互轉(zhuǎn)化，特別是考查學(xué)生的在實驗探究中推斷分析能力，和平時對含碳的化合物的化學(xué)性質(zhì)的積累．