Question

2．為提高實(shí)驗(yàn)探究能力，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，對一瓶久置出現(xiàn)變質(zhì)硬化的氫氧化鈣固體進(jìn)行如下探究活動(dòng)．
【探究活動(dòng)一】試驗(yàn)硬化的氫氧化鈣樣品是否完全變質(zhì)
（1）用化學(xué)方程式表示氫氧化鈣變質(zhì)的原因：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
（2）檢驗(yàn)氫氧化鈣樣品是否完全變質(zhì)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取氫氧化鈣樣品少量，研細(xì)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	溶液變成紅色	該樣品還含有氫氧化鈣

【探究活動(dòng)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?jǐn)?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(yīng)，測量生成氣體的體積（氣體不溶于植物油），從而計(jì)算出樣品中R的質(zhì)量，便可求出樣品中R的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．實(shí)驗(yàn)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(xué)方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，反應(yīng)一段時(shí)間后，當(dāng)觀察到無氣泡產(chǎn)生（填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象），才停止滴加稀鹽酸．
（4）實(shí)驗(yàn)中量筒的作用是根據(jù)進(jìn)入量筒內(nèi)水的體積，測量生成的CO₂的體積．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，量筒內(nèi)進(jìn)入水的體積如圖2所示，其讀數(shù)為165mL．已知在該實(shí)驗(yàn)條件下，生成氣體的密度為2g•L^-1，通過計(jì)算，樣品中R的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%．
（6）上述圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置和相關(guān)試劑，用來實(shí)驗(yàn)測定樣品中R的質(zhì)量分?jǐn)?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（寫一個(gè)）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀和水寫出反應(yīng)的方程式；
（2）根據(jù)氫氧化鈣溶液顯堿性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并描述現(xiàn)象；
（3）根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯化鈣、水和二氧化碳，寫出反應(yīng)的方程式并描述現(xiàn)象；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治隽客驳淖饔茫?br />（5）根據(jù)量筒的讀數(shù)方法讀數(shù)并進(jìn)行化學(xué)方程式的計(jì)算；
（6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治隹赡墚a(chǎn)生的誤差原因．

解答 解：（1）氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀和水，故反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，至不再產(chǎn)生氣泡時(shí)說明碳酸鈣反應(yīng)完全，碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)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(yīng)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(jìn)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(shí)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(shè)碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?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(shí)驗(yàn)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(huì)對測定樣品中R的質(zhì)量分?jǐn)?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（或稀鹽酸具有揮發(fā)性，產(chǎn)生的氣體中可能混有氯化氫氣體，或其他合理答案）．

點(diǎn)評 本題從定性和定量的兩個(gè)角度探究了氫氧化鈣的變質(zhì)程度及變質(zhì)程度的計(jì)算，難度較大，解題的關(guān)鍵是明確氫氧化鈣、碳酸鈣等的性質(zhì)及測定的原理．