Question

【題目】實驗課上,某小組的同學用塊狀生石灰進行“化學反應中能量的變化”實驗時發(fā)現(xiàn):向塊狀生石灰樣品中加入適量水后沒有明顯的溫度變化。為確定其原因，進行了如下實驗探究。實驗驗證一。

[提出問題]生石灰是否變質(zhì)?其成分是什么?

[查閱資料]氫氧化鈣溶解過程中無明顯溫度變化，與鹽酸反應無氣體生成。

[猜想與假設]同學們認為塊狀生石灰樣品已變質(zhì)，并對其成分作出了如下4種猜想。

猜想1:氧化鈣和氫氧化鈣:猜想2:氧化鈣和碳酸鈣:猜想3:______________；

猜想4:氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣。

[進行實驗]同學們將少量樣品研碎后，按如圖所示過程進行實驗。

(1)在溶解過程中用溫度計測量液體的溫度，發(fā)現(xiàn)溫度計示數(shù)升高，說明樣品中應該含有______________。

[結(jié)論]猜想3不成立。

(2)濾渣B中一定含有_____________，用化學方程式表示變質(zhì)過程中生成該物質(zhì)的反應_____________。

[結(jié)論]①塊狀生石灰表面發(fā)生變質(zhì):②猜想1不成立。

(3)為驗證濾液C的成分，進行后續(xù)實驗。

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
____________	____________	② 濾液中溶質(zhì)為氫氧化鈣 ②猜想4成立，猜想2不成立

[反思與評價]

(4)有的同學認為上述實驗過程不能得出猜想4成立、猜想2不成立的結(jié)論，理由是______________。

[注意:答對15題以下小題獎勵4分，化學試卷總不超過60分]

實驗驗證二:為了進一步確定塊狀生石灰樣品的成分及質(zhì)量，實驗小組利用如下圖所示的裝置(夾持儀器省略)進行實驗。

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

(5)①裝置E的作用是______________。

②控溫電加熱器使裝置B中反應完全，再通一段時間空氣，測得反應前后裝置C、D分別增重18.0g和22.0g，將裝置B中反應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.求原塊狀生石灰固體樣品中各成分為______________，各物質(zhì)的質(zhì)量______________。

Answer 1

【答案】氫氧化鈣和碳酸鈣 氧化鈣 碳酸鈣 取適量濾液 C于試管中，向其中通入適量二氧化碳 濾液變渾濁 因為樣品中有氧化鈣，加水后能和水反應生成氫氧化鈣，所以無法證明生石灰樣品中含有氫氧化鈣 防止空氣中的CO2和H2O進入D ，影響實驗結(jié)果 氫氧化鈣、碳酸鈣、氧化鈣 74.0g、50.0g、28.0g

【解析】

猜想與假設：氧化鈣能與水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣能與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈣，結(jié)合其它猜想，可知，猜想3：氫氧化鈣和碳酸鈣；

進行實驗：（1）在溶解過程中用溫度計測量液體的溫度，發(fā)現(xiàn)溫度計示數(shù)升高，說明樣品中應該含有CaO，因為氧化鈣與水反應放熱；

（2）濾渣B加稀鹽酸，能產(chǎn)生無色氣體，則濾渣B一定含有碳酸鈣，因為碳酸鈣能與稀鹽酸反應生成二氧化碳；

氫氧化鈣能與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈣和水，該反應的化學方程式為：；

（3）實驗結(jié)論為：濾液中溶質(zhì)為氫氧化鈣，故實驗操作為：取適量濾液 C于試管中，向其中通入適量二氧化碳，氫氧化鈣能與二氧化碳反應生成碳酸鈣，故實驗現(xiàn)象是：濾液變渾濁；

反思與評價：（4）因為樣品中含有氧化鈣，加水后，氧化鈣能與水反應生成氫氧化鈣，所以無法證明生石灰樣品中含有氫氧化鈣；

實驗驗證二：（5）①裝置E的作用是：防止空氣中的CO2和H2O進入D ，影響實驗結(jié)果；

②氫氧化鈣加熱至580°C、碳酸鈣加熱至825°C分別分解生成兩種氧化物，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應前后，原子的種類和數(shù)目不變，故氫氧化鈣分解為氧化鈣和水，碳酸鈣分解為氧化鈣和二氧化碳，裝置C中增加的質(zhì)量為氫氧化鈣分解產(chǎn)生水的質(zhì)量，裝置D中增加質(zhì)量為碳酸鈣分解產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量；

設氫氧化鈣的質(zhì)量為x，生成氧化鈣的質(zhì)量為y

x=74.0g y=56.0g

設碳酸鈣的質(zhì)量為m，生成氧化鈣的質(zhì)量為n

m=50.0g n=28.0g

將裝置B中反應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，裝置B中反應后剩余固體為氧化鈣，加入足量水，氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣。

設參加反應的氧化鈣的質(zhì)量為a

a=112g

原固體中氧化鈣的質(zhì)量為：112g-56.0g-28.0g=28.0g

故原固體中含碳酸鈣50.0g，氫氧化鈣74.0g，氧化鈣28.0g。