Question

【題目】某化學(xué)學(xué)習(xí)小組在老師的指導(dǎo)下，對(duì)白色粉筆的成分進(jìn)行探究。

（提出問題）白色粉筆的主要成分是什么呢？老師提示是一種常見的鈣鹽與少量性質(zhì)穩(wěn)定的粘合劑制成的。

（猜想與假設(shè)）同學(xué)分別做出如下猜想：

A：碳酸鈣 B：氫氧化鈣 C：硫酸鈣 D：氯化鈣 E：硝酸鈣

同學(xué)們根據(jù)老師提示并討論，立即否定了B的猜想，你認(rèn)為理由是______。

（查閱資料）

（1）硫酸鈣是自然界中石膏礦的主要成分，為白色固體，微溶于水。

（2）室溫下幾種物質(zhì)的溶解度

物質(zhì)	碳酸鈣	氯化鈣	硫酸鈣	硝酸鈣
溶解度/g	0.0013	74.5	0.3	138

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

	實(shí)驗(yàn)操作	現(xiàn)象	結(jié)論
①	取少量白色粉筆研碎于試管中，加入 ______	無現(xiàn)象	A不成立
②	取少量白色粉筆研碎于燒杯中，加入少量水，攪拌	固體沒有明顯減少	______ 不成立
③	將②進(jìn)行 ______ 操作，得到清液A和固體，向清液中加入 ______ 溶液，再加入足量稀鹽酸	產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不消失	C成立

請(qǐng)寫出③中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______。

注意：若答對(duì)以下問題可獎(jiǎng)勵(lì)4分，化學(xué)試卷總分不超過60分。

（拓展延伸）為了測(cè)定生石膏的組成（CaSO4xH2O），即測(cè)定x的值，做了如下實(shí)驗(yàn)：將含結(jié)晶水的硫酸鈣放在坩堝中加熱，加熱前和加熱后都進(jìn)行稱量。隨著實(shí)驗(yàn)次數(shù)的增加，加熱的時(shí)間不斷延長(zhǎng)，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中將數(shù)據(jù)整理如下，并利用數(shù)據(jù)繪制的圖象如圖所示。

查閱資料：含結(jié)晶水的硫酸鈣有兩種組成形式，在加熱過程中，分步失去結(jié)晶水，最終得到硫酸鈣固體。

實(shí)驗(yàn)順序 （按序延長(zhǎng)加熱時(shí)間）	固體質(zhì)量/g
	加熱前	加熱后
1	3.44	3.26
2	3.44	3.12
3	3.44	2.90
4	3.44	2.90
5	3.44	2.80
6	3.44	2.78
7	3.44	2.72
8	3.44	2.72

（1）AB段固體質(zhì)量不變的原因______。

（2）利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算x=______。

（3）圖中CD段固體物質(zhì)的化學(xué)式______。

Answer 1

【答案】氫氧化鈣是堿而不是鹽 稀鹽酸 DE 過濾 氯化鋇 CaSO4+BaCl2=BaSO4↓+CaCl2 未達(dá)到分解溫度 2 2CaSO4H2O

【解析】

[猜想與假設(shè)]老師提示是一種常見的鈣鹽，氫氧化鈣是堿而不是鹽，B的猜想錯(cuò)誤；

[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]①取少量白色粉筆研碎于試管中，加入稀鹽酸，無現(xiàn)象，說明無碳酸鈣，A不成立；

②氯化鈣、硝酸鈣易溶于水，取少量白色粉筆研碎于燒杯中，加入足量水，攪拌，固體沒有明顯減少，說明無氯化鈣、硝酸鈣，DE不成立；

③將②進(jìn)行過濾，得到清夜A和固體，向清液中加入氯化鋇溶液，再加入足量稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不消失，說明有硫酸鈣，丙成立；

硫酸鈣與氯化鋇反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鋇沉淀和氯化鈣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaSO4+BaCl2=CaCl2+BaSO4↓；

[拓展延伸]（1）生石膏分解需要一定的溫度，AB段固體質(zhì)量不變的原因未達(dá)到分解溫度；

（2）石膏加熱分解減少的質(zhì)量就是水的質(zhì)量，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知3.44gCaSO4xH2O完全分解得到無水CaSO42.72g，則：

，

x=2，所以石膏的化學(xué)式為CaSO42H2O；

（3）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知在A-B段時(shí)石膏的質(zhì)量為2.90g，其中CaSO42.72g，H2O0.18g。此時(shí)其化學(xué)式可表示為2CaSO4H2O。