Question

【題目】鈣被稱為人體中的“鋼筋混凝土”。

（人體中的鈣）

（1）人體缺鈣不會導(dǎo)致_____（填字母，下同）。

A．佝僂病 B．侏儒癥 C．骨質(zhì)疏松

（2）人體中鈣元素主要存在于骨骼和牙齒中，以羥基磷酸鈣[Ca10（PO4）6（OH）2]形式存在，其中磷元素化合價為_____。

（單質(zhì)鈣）

提出問題：鈣的化合物很多，為什么我們很少提起單質(zhì)鈣呢？

思考猜想：鈣的化學(xué)性質(zhì)活潑。

實驗驗證一：如圖1所示

查閱資料：在一個化學(xué)反應(yīng)中，有元素化合價升高，同時就有元素化合價降低。

（3）實驗結(jié)論：①寫出鈣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。

②該反應(yīng)_____（填“吸收”或“放出”）熱量。

（干燥劑中的鈣）

提出問題：一包生石灰干燥劑，使用一段時間后可能有哪些固體？

猜想假設(shè)：固體中含有氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣。

實驗驗證二：

（4）取固體樣品加入水中，若溫度明顯升高，則含有_____；滴加酚酞后液體變紅；繼續(xù)加足量稀鹽酸，如觀察到_____，則固體中含有碳酸鈣。

（5）小明認(rèn)為無法判斷是否含有氫氧化鈣，理由是_____。

（6）為了進(jìn)一步確定固體樣品的成分及質(zhì)量，實驗小組利用如圖2所示的裝置（夾持儀器省略）進(jìn)行實驗。

查閱資料：氫氧化鈣加熱至580℃、碳酸鈣加熱至825℃分別分解生成兩種氧化物。

①實驗前首先要_____，再裝入藥品。

②裝置E的作用是_____。

③控溫電加熱器使裝置B中反應(yīng)完全，再通一段時間空氣，測得反應(yīng)前后裝置C、D分別增重18.0g和22.0g，將裝置B中反應(yīng)后剩余的固體氧化物加入足量水中溶解，蒸發(fā)所得固體（不含水）增重36.0g，求原固體樣品中各成分的質(zhì)量__________。（請寫出計算過程）

Answer 1

【答案】B+5　。Ca+2H2O=Ca（OH）2+H2↑　。放出氧化鈣�。挥袣馀莓a(chǎn)生氧化鈣與水反應(yīng)生成的氫氧化鈣溶液也呈堿性　。檢查裝置的氣密性　，防止空氣中的CO2和H2O進(jìn)入D　。氫氧化鈣的質(zhì)量為74g，含碳酸鈣的質(zhì)量為50g，含氧化鈣的質(zhì)量為28g。

【解析】

根據(jù)生石灰的性質(zhì)，堿、鹽的化學(xué)性質(zhì)，化合物中元素化合價的代數(shù)和為零進(jìn)行分析。根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行計算。

（1）人體缺鈣會導(dǎo)致佝僂病和骨質(zhì)疏松，不會導(dǎo)致侏儒癥，故選B；

（2）鈣元素顯+2價，氧元素顯﹣2價，氫氧根顯﹣1價，設(shè)：磷元素的化合價是x，根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價代數(shù)和為零，可得：（+2）×10+6x+（﹣2）×4×6+（﹣1）×2=0，則x=+5；

（3）①鈣粒加入水中，鈣粒的游動說明有氣體生成，反應(yīng)后的溶液能使酚酞變紅說明的堿性物質(zhì)生成，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知該堿性物質(zhì)是氫氧化鈣，該反應(yīng)中鈣元素的化合價由0價變成了+2價，化合價升高，在一個化學(xué)反應(yīng)中，有元素化合價升高，同時就有元素化合價降低。水中的氧元素化合價為-2價，氧元素的化合價已是最低不可能再降低，化合價降低的只可能是氫元素，氫元素在水中的化合價是+1價，可降低為0價，氫氣的化合價為0價，所以鈣與水反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鈣，化學(xué)方程式是Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑；

②鈣粒加入水中，開始時溶液變渾濁，降溫后變成澄清溶液，氫氧化鈣溶解度隨著溫度升高而減小，因此該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)；

（4）氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。取固體樣品加入水中，若溫度明顯升高，則含有氧化鈣；由于生成的氫氧化鈣溶液顯堿性，滴加酚酞后液體變紅；碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳。繼續(xù)加足量稀鹽酸，如觀察到有氣泡產(chǎn)生，則固體含有碳酸鈣；

（5）氧化鈣與水反應(yīng)生成的氫氧化鈣溶液也呈堿性，因此無法判斷是否有氫氧化鈣；

（6）①由于該實驗需測定生成的氣體質(zhì)量，所以實驗前首先要檢查裝置的氣密性，再裝入樣品；

②堿石灰能吸收二氧化碳和水。裝置D中的作用是吸收二氧化碳，空氣中二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置D會影響實驗結(jié)果。裝置E是為了防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置D，影響實驗結(jié)果；

③根據(jù)“查閱資料：氫氧化鈣加熱至580℃、碳酸鈣加熱至825℃分別分解生成兩種氧化物”可知氫氧化鈣分解生成氧化鈣和水，碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧化碳。濃硫酸具有吸水性，堿石灰能吸收二氧化碳。控溫加熱使裝置B中反應(yīng)完全，再通一段時間空氣，測得反應(yīng)前后裝置C、D分別增重18.0g和22.0g，則氫氧化鈣分解生成水的質(zhì)量為18.0g，碳酸鈣分解生成二氧化碳的質(zhì)量為22.0g，設(shè)：氫氧化鈣的質(zhì)量為x，分解生成的氧化鈣的質(zhì)量為y，碳酸鈣的質(zhì)量為z，分解生成的氧化鈣的質(zhì)量為m，則

Ca(OH)2 CaO+H2O

74 56 18

x y 18.0g

x=74g

y=56g

CaCO3 CaO+CO2↑

100 56 44

z m 22.0g

z=50g

m=28g

將裝置B中反應(yīng)后剩余的固體氧化物加入足量水中溶解，蒸發(fā)所得固體（不含水）增重36.0g，設(shè)：參加反應(yīng)的氧化鈣的質(zhì)量為n，則

CaO+H2O= Ca(OH)2 固體增加質(zhì)量

56 74 74﹣56=18

n 36.0g

n=112g

則原固體樣品中CaO的質(zhì)量為112g﹣56g﹣28g=28g。由以上分析可知，原固體樣品中含氫氧化鈣的質(zhì)量為74g，含碳酸鈣的質(zhì)量為50g，含氧化鈣的質(zhì)量為28g。

答：原固體樣品中含氫氧化鈣的質(zhì)量為74g，含碳酸鈣的質(zhì)量為50g，含氧化鈣的質(zhì)量為28g。