Question

16．為提高實驗探究能力，某化學興趣小組的同學在老師的指導下，對一瓶久置出現(xiàn)變質硬化的氫氧化鈣固體進行如下探究活動．
【探究活動一】檢驗硬化的氫氧化鈣樣品是否完全變質
（1）用化學方程式表示氫氧化鈣變質的原因：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
（2）檢驗氫氧化鈣樣品是否完全變質，進行如下實驗：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
取氫氧化鈣樣品少量，研細后加適量蒸餾水充分混合后靜置，取少量上層清液，滴加1～2滴無色酚酞試液		該樣品還含有氫氧化鈣

【探究活動二】測定樣品中含有的變質固體（以下用R表示）的質量分數取3克部分變質的氫氧化鈣樣品與足量的稀鹽酸反應，測量生成氣體的體積（氣體不溶于植物油），從而計算出樣品中R的質量，便可求出樣品中R的質量分數．實驗裝置（氣密性良好）如圖1所示．

（3）當加入鹽酸后其反應方程式為，反一段時間后，當觀察到無氣泡產生（填實驗現(xiàn)象），才停止滴加稀鹽酸．
（4）實驗中量筒的作用是根據進入量筒內水的體積，測量生成的CO₂的體積．
（5）實驗結束后，量筒內進入水的體積如圖2所示，其讀數mL．已知在該實驗條件下，生成氣體的密度為2g•L-1，通過計算，樣品中R的質量分數為25%
為
（6）上述圖1所示實驗裝置和相關試劑，用來實驗測定樣品中R的質量分數是比較粗略的，請簡要說明測定數據存在誤差的原因：無法考慮鹽酸加入后燒瓶內物質所占體積的變化對測定數據產生的影響（寫一個）．

Answer 1

分析 （1）根據氫氧化鈣和二氧化碳反應產生碳酸鈣沉淀和水寫出反應的方程式；
（2）根據氫氧化鈣溶液顯堿性設計實驗并描述現(xiàn)象；
（3）根據碳酸鈣和鹽酸反應產生氯化鈣、水和二氧化碳，寫出反應的方程式并描述現(xiàn)象；
（4）根據實驗目的分析量筒的作用；
（5）根據量筒的讀數方法讀數并進行化學方程式的計算；
（6）根據實驗目的分析可能產生的誤差原因．

解答 解：（1）氫氧化鈣和二氧化碳反應產生碳酸鈣沉淀和水，故反應的方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；故答案為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（2）氫氧化鈣溶液顯堿性，能夠使酚酞試液變成紅色，因此可以取少量上層清液，滴加1～2滴無色酚酞試液（或其他合理答案）；溶液變成紅色（或其他合理答案）；故答案為：取少量上層清液，滴加1～2滴無色酚酞試液（或其他合理答案）；溶液變成紅色（或其他合理答案）；
（3）滴加稀鹽酸和碳酸鈣反應產生二氧化碳，至不再產生氣泡時說明碳酸鈣反應完全，碳酸鈣和鹽酸反應產生氯化鈣、水和二氧化碳；故答案為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；無氣泡產生；
（4）要測定反應產生二氧化碳的體積，通過氣壓的增大把水壓入量筒，量筒內水的體積就是二氧化碳的體積；故答案為：根據進入量筒內水的體積，測量生成的CO₂的體積（或其他合理答案）；
（5）讀數時視線與凹液面的最低處保持水平，因此讀數為165mL，即0.165L，二氧化碳的密度為2g•L^-1，因此二氧化碳的質量為0.33g．
設碳酸鈣的質量分數為x，則樣品中碳酸鈣的質量為3xg，
 CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
  100                                 44
  3xg                                 3.3g
$\frac{100}{3xg}=\frac{44}{3.3g}$
 x=25%
故答案為：165；25%；
（6）在實驗過程中無法考慮鹽酸加入后燒瓶內物質所占體積的變化對測定數據產生的影響，可能會對測定樣品中R的質量分數產生一定的影響；
故答案為：無法考慮鹽酸加入后燒瓶內物質所占體積的變化對測定數據產生的影響（或其他合理答案）．
答案：
（1）CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（2）取少量上層清液，滴加 1～2 滴無色酚酞試液（或其他合理答案）；溶液變成紅色（或其他合理答案）；
（3）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑； 無氣泡產生；
（4）根據進入量筒內水的體積，測量生成的 CO₂的體積（或其他合理答案）；
（5）165； 25%；
（6）無法考慮鹽酸加入后燒瓶內物質所占體積的變化對測定數據產生的影響（或其他合理答案）

點評 本題從定性和定量的兩個角度探究了氫氧化鈣的變質程度及變質程度的計算，難度較大，解題的關鍵是明確氫氧化鈣、碳酸鈣等的性質及測定的原理．