Question

19．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(zhì)硬化的氫氧化鈣固體進行如下探究活動．
【探究活動一】試驗硬化的氫氧化鈣樣品是否完全變質(zhì)
（1）用化學方程式表示氫氧化鈣變質(zhì)的原因：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
（2）檢驗氫氧化鈣樣品是否完全變質(zhì)，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（或其他合理答案）	溶液變成紅色（或其他合理答案）	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(zhì)固體（以下用R表示）的質(zhì)量分數(shù)
取3克部分變質(zhì)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(zhì)量，便可求出樣品中R的質(zhì)量分數(shù)．實驗裝置（氣密性良好）如圖1所示．

（3）將稀鹽酸滴入樣品中，產(chǎn)生氣體的化學方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，反應一段時間后，當觀察到無氣泡產(chǎn)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(jù)進入量筒內(nèi)水的體積，測量生成的CO₂的體積（或其他合理答案）．
（5）實驗結束后，量筒內(nèi)進入水的體積如圖2所示，其讀數(shù)為165mL．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(zhì)量分數(shù)為25%．
（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(zhì)量分數(shù)是比較粗略的，請簡要說明測定數(shù)據(jù)存在誤差的原因：無法考慮鹽酸加入后燒瓶內(nèi)物質(zhì)所占體積的變化對測定數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響（或其他合理答案）（寫一個）．

Answer 1

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

解答 解：（1）氫氧化鈣和二氧化碳反應產(chǎn)生碳酸鈣沉淀和水，故反應的方程式為：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(chǎn)生二氧化碳，至不再產(chǎn)生氣泡時說明碳酸鈣反應完全，碳酸鈣和鹽酸反應產(chǎn)生氯化鈣、水和二氧化碳；故答案為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；無氣泡產(chǎn)生；
（4）要測定反應產(chǎn)生二氧化碳的體積，通過氣壓的增大把水壓入量筒，量筒內(nèi)水的體積就是二氧化碳的體積；故答案為：根據(jù)進入量筒內(nèi)水的體積，測量生成的CO₂的體積（或其他合理答案）；
（5）讀數(shù)時視線與凹液面的最低處保持水平，因此讀數(shù)為165mL，即0.165L，二氧化碳的密度為2g•L^-1，因此二氧化碳的質(zhì)量為0.33g．
設碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為x，則樣品中碳酸鈣的質(zhì)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(nèi)物質(zhì)所占體積的變化對測定數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響，可能會對測定樣品中R的質(zhì)量分數(shù)產(chǎn)生一定的影響；
故答案為：無法考慮鹽酸加入后燒瓶內(nèi)物質(zhì)所占體積的變化對測定數(shù)據(jù)產(chǎn)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(zhì)程度及變質(zhì)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(zhì)及測定的原理．