Question

在今天的化學興趣小組活動中，指導(dǎo)老師拿來了一包白色固體．老師告訴同學們說，這包白色固體可能是由Ca（OH）₂和CaCO₃中的一種或兩種組成．為了確定該白色固體的組成，同學們進行了如下的探究活動：
【查閱資料】Ca（OH）₂是一種白色固體，其水溶液俗稱澄清石灰水，能使無色酚酞（一種化學指示劑）溶液變紅，能與鹽酸反應(yīng)，但無明顯現(xiàn)象．
【方案設(shè)計】小組成員設(shè)計了如下的實驗方案：
方案一：取樣滴加稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，則白色固體為CaCO₃；
方案二：取樣滴加稀鹽酸，沒有氣泡產(chǎn)生，則白色固體為Ca（OH）₂；
方案三：取樣加入水中，振蕩，靜置，上層為清液，下層出現(xiàn)固體不溶物，取上層清液滴加酚酞試液，變紅，則固體為CaCO₃和Ca（OH）₂的混合物．
（1）上述方案是否有不合理的地方？若有，請簡要說明不合理的理由：

 

（若有多個方案不合理，只需要選擇其中的一個作答即可）；
（2）實驗證實，該固體是CaCO₃和Ca（OH）₂的混合物，請你再設(shè)計一種實驗方案予以證明，只要寫出實驗步驟和現(xiàn)象即可．

實驗操作步驟	實驗現(xiàn)象

【數(shù)據(jù)分析】為了進一步確定該混合物中CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)，實驗小組的同學取了10克樣品，加入足量的稀鹽酸，實驗測得生成CO₂氣體的質(zhì)量如圖所示，請據(jù)圖計算該混合物中CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)．
【反思與評價】實驗中，如有部分生成的二氧化碳氣體因溶解于水而沒有全部逸出，造成計算結(jié)果與實際值相比

 

（填寫“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,堿的化學性質(zhì),鹽的化學性質(zhì),根據(jù)化學反應(yīng)方程式的計算

專題：科學探究

分析：【方案設(shè)計】（1）根據(jù)熟石灰和鹽酸反應(yīng)無明顯現(xiàn)象，方案一沒有證明熟石灰是否存在；熟石灰微溶于水，方案三中沒有證明不溶物是否為碳酸鈣進行解答；
（2）根據(jù)氫氧化鈣溶液顯堿性，所以可向溶液中滴加酚酞試液觀察酚酞是否變紅判斷是否含有氫氧化鈣；加足量鹽酸是否有氣泡推斷白色固體中是否含有碳酸鈣進行解答；
【數(shù)據(jù)分析】根據(jù)生成二氧化碳的質(zhì)量求出碳酸鈣的質(zhì)量，進而求出該混合物中CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)即可；
【反思與評價】根據(jù)二氧化碳因溶解于水而沒有全部逸出，導(dǎo)致二氧化碳的質(zhì)量偏小，從而求出碳酸鈣的質(zhì)量偏小，所以會導(dǎo)致造成計算結(jié)果與實際值相比偏小進行解答．

解答：解：【方案設(shè)計】（1）熟石灰和鹽酸反應(yīng)無明顯現(xiàn)象，方案一沒有證明熟石灰是否存在；熟石灰微溶于水，方案三中沒有證明不溶物是否為碳酸鈣，所以上述方案有不合理的地方；故填：有；熟石灰和鹽酸反應(yīng)無明顯現(xiàn)象，方案一沒有證明熟石灰是否存在；熟石灰微溶于水，方案三中沒有證明不溶物是否為碳酸鈣；
（2）氫氧化鈣溶液顯堿性，所以可向溶液中滴加酚酞試液觀察酚酞是否變紅判斷是否含有氫氧化鈣；加足量鹽酸是否有氣泡推斷白色固體中是否含有碳酸鈣，所以實驗方案為：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
①取樣，加入適量的水，振蕩靜置，取上層清液于試管中，滴加酚酞試液	溶液變紅	白色固體中含有Ca（OH）2
②取樣，滴加適量稀鹽酸	固體表面產(chǎn)生氣泡	白色固體中含有CaCO3

；故填：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
①取樣，加入適量的水，振蕩靜置，取上層清液于試管中，滴加酚酞試液	溶液變紅
②取樣，滴加適量稀鹽酸	固體表面產(chǎn)生氣泡

；
【數(shù)據(jù)分析】設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                    2.2g

100

x

=

44

2.2g

x=5g
該混合物中CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)=

5g

10g

×100%=50%
答：該混合物中CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)為50%．
【反思與評價】二氧化碳因溶解于水而沒有全部逸出，導(dǎo)致二氧化碳的質(zhì)量偏小，從而求出碳酸鈣的質(zhì)量偏小，所以會導(dǎo)致造成計算結(jié)果與實際值相比偏�。�故填：偏小．

點評：本題以生活中常見的食品干燥劑為情境角度出發(fā)，以實驗探究的形式考查了Ca（OH）₂、CaCO₃的性質(zhì)，特別是考查學生在實驗探究中推斷分析能力，和平時對含鈣化合物的化學性質(zhì)的積累！