登录
14.钙片中的化学
Ⅰ.科学食用钙片
某品牌钙片标签上部分内容如图1所示(除碳酸钙外,其他成分不含钙)。
[主要原料]碳酸钙、维生素D
[功效及成分]补钙
每片碳酸钙的含量为80％
[规格]1.25 g/片
[服用方法]每日2次,每次1片
(1)若按标签服用,每日可为人体补充钙元素的质量为
(2)碳酸钙与胃酸反应后才能被人体吸收,发生反应的化学方程式为
(3)咀嚼服用可增大钙片与胃酸的接触面积,从而加快反应速率。请设计实验证明(仪器自选)。
试剂:钙片(若干片)、5％的稀盐酸、10％的稀盐酸
|实验方案|实验现象|实验结论|
|
Ⅱ.动手制作“钙片”
鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,是一种天然的钙源。小林用图2所示装置和未知浓度的稀盐酸测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量,通过测量产生气体的体积达到实验目的(常温常压下,CO₂的密度约为1.96 g/L)。
(4)为确保实验成功,该装置气密性必须良好,检查方法是
(5)小林按照如下步骤进行实验(其他仪器自选),请将实验步骤补充完整。
连接仪器并检查装置气密性;
(6)确定鸡蛋壳中碳酸钙含量后,小林用图3所示流程制备碳酸钙粉末,并将其与淀粉浆按一定比例混合,倒入模具中,烘干,制得了简易“钙片”(假设鸡蛋壳中其他成分不溶于水且不参与反应)。溶液X中的溶质是
班级:
姓名:
学号:
线
封
弥
优学1+1
评价与测试
Ⅰ.科学食用钙片
某品牌钙片标签上部分内容如图1所示(除碳酸钙外,其他成分不含钙)。
[主要原料]碳酸钙、维生素D
[功效及成分]补钙
每片碳酸钙的含量为80％
[规格]1.25 g/片
[服用方法]每日2次,每次1片
(1)若按标签服用,每日可为人体补充钙元素的质量为
0.8
g。(2)碳酸钙与胃酸反应后才能被人体吸收,发生反应的化学方程式为
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$
。(3)咀嚼服用可增大钙片与胃酸的接触面积,从而加快反应速率。请设计实验证明(仪器自选)。
试剂:钙片(若干片)、5％的稀盐酸、10％的稀盐酸
|实验方案|实验现象|实验结论|
|
室温下,取2片钙片,将其中一片研碎,分别加入2支试管中,再分别加入等体积5%(或10%)的稀盐酸,观察现象
|研碎的钙片与稀盐酸反应产生气泡快
|钙片与稀盐酸的接触面积越大,反应速率越快|Ⅱ.动手制作“钙片”
鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,是一种天然的钙源。小林用图2所示装置和未知浓度的稀盐酸测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量,通过测量产生气体的体积达到实验目的(常温常压下,CO₂的密度约为1.96 g/L)。
(4)为确保实验成功,该装置气密性必须良好,检查方法是
关闭分液漏斗活塞,拉动注射器活塞,松手后注射器活塞回到原刻度
。(5)小林按照如下步骤进行实验(其他仪器自选),请将实验步骤补充完整。
连接仪器并检查装置气密性;
称量一定质量的鸡蛋壳加入锥形瓶中,向分液漏斗中加入足量稀盐酸,打开活塞逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡为止,关闭活塞,记录注射器读数
;根据实验数据进行计算。(6)确定鸡蛋壳中碳酸钙含量后,小林用图3所示流程制备碳酸钙粉末,并将其与淀粉浆按一定比例混合,倒入模具中,烘干,制得了简易“钙片”(假设鸡蛋壳中其他成分不溶于水且不参与反应)。溶液X中的溶质是
$\ce{Ca(OH)_{2}}$
(填化学式);废液Y中溶质的成分可能是① $\ce{NaOH}$; ② $\ce{NaOH}$、$\ce{Ca(OH)_{2}}$;③$\ce{NaOH}$、$\ce{Na_{2}CO_{3}}$
(有几种情况写几种)。班级:
姓名:
学号:
线
封
弥
优学1+1
评价与测试
答案
14.(1)0.8
(2)$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$
(3)室温下,取2片钙片,将其中一片研碎,分别加入2支试管中,再分别加入等体积5%(或10%)的稀盐酸,观察现象 研碎的钙片与稀盐酸反应产生气泡快
(4)关闭分液漏斗活塞,拉动注射器活塞,松手后注射器活塞回到原刻度
(5)称量一定质量的鸡蛋壳加入锥形瓶中,向分液漏斗中加入足量稀盐酸,打开活塞逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡为止,关闭活塞,记录注射器读数
(6)$\ce{Ca(OH)_{2}}$ ① $\ce{NaOH}$; ② $\ce{NaOH}$、$\ce{Ca(OH)_{2}}$;③$\ce{NaOH}$、$\ce{Na_{2}CO_{3}}$
(2)$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$
(3)室温下,取2片钙片,将其中一片研碎,分别加入2支试管中,再分别加入等体积5%(或10%)的稀盐酸,观察现象 研碎的钙片与稀盐酸反应产生气泡快
(4)关闭分液漏斗活塞,拉动注射器活塞,松手后注射器活塞回到原刻度
(5)称量一定质量的鸡蛋壳加入锥形瓶中,向分液漏斗中加入足量稀盐酸,打开活塞逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡为止,关闭活塞,记录注射器读数
(6)$\ce{Ca(OH)_{2}}$ ① $\ce{NaOH}$; ② $\ce{NaOH}$、$\ce{Ca(OH)_{2}}$;③$\ce{NaOH}$、$\ce{Na_{2}CO_{3}}$
解析
【分析】
本题围绕钙片中的化学知识展开，分两部分考查：Ⅰ部分涉及钙元素质量计算、反应方程式书写、影响反应速率的实验设计；Ⅱ部分涉及装置气密性检查、实验步骤补充、酸碱盐反应的产物分析。解题思路如下：
1. 第(1)问：先计算每片钙片中碳酸钙的质量，再结合碳酸钙中钙元素的质量分数，计算每日服用钙片补充的钙元素总质量；
2. 第(2)问：根据碳酸钙与盐酸的反应规律，书写配平化学方程式并标注气体符号；
3. 第(3)问：利用控制变量法，设计实验时保证除钙片接触面积外，其他影响反应速率的因素（如钙片质量、盐酸浓度/体积、温度）均相同，通过对比反应现象（气泡产生快慢）得出结论；
4. 第(4)问：针对带分液漏斗和注射器的装置，采用“关闭分液漏斗活塞，改变内部压强，观察活塞是否复位”的方法检查气密性；
5. 第(5)问：实验步骤需先装样品，再加入试剂反应，最后收集并记录气体体积；
6. 第(6)问：鸡蛋壳与盐酸反应生成氯化钙，要制备碳酸钙需加入氢氧化钙，再根据反应物过量情况分析废液成分。
【解析】
(1) 每片钙片中碳酸钙的质量：$1.25\ \mathrm{g} × 80\% = 1\ \mathrm{g}$；碳酸钙中钙元素的质量分数：$\frac{40}{40+12+16×3} × 100\% = 40\%$；每日服用2片，补充钙元素质量：$2 × 1\ \mathrm{g} × 40\% = 0.8\ \mathrm{g}$。
(2) 碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$。
(3) 实验方案需控制变量：室温下，取2片钙片，将其中一片研碎，分别加入2支试管中，再分别加入等体积5%（或10%）的稀盐酸，观察现象；实验现象：研碎的钙片与稀盐酸反应产生气泡更快。
(4) 检查装置气密性：关闭分液漏斗活塞，拉动注射器活塞，松手后注射器活塞回到原刻度，说明装置气密性良好。
(5) 实验步骤补充：称量一定质量的鸡蛋壳加入锥形瓶中，向分液漏斗中加入足量稀盐酸，打开活塞逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡为止，关闭活塞，记录注射器读数。
(6) 鸡蛋壳中的碳酸钙与盐酸反应生成$\ce{CaCl_{2}}$，要制备碳酸钙需加入$\ce{Ca(OH)_{2}}$（与$\ce{CaCl_{2}}$反应生成$\ce{CaCO_{3}}$沉淀），故溶液X溶质为$\ce{Ca(OH)_{2}}$；废液Y是$\ce{CaCl_{2}}$与$\ce{Na_{2}CO_{3}}$（或$\ce{Ca(OH)_{2}}$）反应后的产物，根据反应物过量情况，成分有三种：恰好反应时为$\ce{NaOH}$；$\ce{Ca(OH)_{2}}$过量时为$\ce{NaOH}$、$\ce{Ca(OH)_{2}}$；$\ce{Na_{2}CO_{3}}$过量时为$\ce{NaOH}$、$\ce{Na_{2}CO_{3}}$。
【答案】
(1)0.8
(2)$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$
(3)室温下,取2片钙片,将其中一片研碎,分别加入2支试管中,再分别加入等体积5%(或10%)的稀盐酸,观察现象；研碎的钙片与稀盐酸反应产生气泡快
(4)关闭分液漏斗活塞,拉动注射器活塞,松手后注射器活塞回到原刻度
(5)称量一定质量的鸡蛋壳加入锥形瓶中,向分液漏斗中加入足量稀盐酸,打开活塞逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡为止,关闭活塞,记录注射器读数
(6)$\ce{Ca(OH)_{2}}$；①$\ce{NaOH}$；②$\ce{NaOH}$、$\ce{Ca(OH)_{2}}$；③$\ce{NaOH}$、$\ce{Na_{2}CO_{3}}$
【知识点】
化学式计算元素质量、化学方程式书写、影响反应速率的因素、装置气密性检查、酸碱盐反应的产物分析
【点评】
本题以钙片为载体，综合考查了化学计算、实验设计、反应方程式书写及酸碱盐反应的过量分析，注重对学生实验探究能力和基础知识应用能力的考查，其中控制变量法的实验设计和废液成分分析是难点，需要学生灵活运用所学知识。
【难度系数】
0.5
本题围绕钙片中的化学知识展开，分两部分考查：Ⅰ部分涉及钙元素质量计算、反应方程式书写、影响反应速率的实验设计；Ⅱ部分涉及装置气密性检查、实验步骤补充、酸碱盐反应的产物分析。解题思路如下：
1. 第(1)问：先计算每片钙片中碳酸钙的质量，再结合碳酸钙中钙元素的质量分数，计算每日服用钙片补充的钙元素总质量；
2. 第(2)问：根据碳酸钙与盐酸的反应规律，书写配平化学方程式并标注气体符号；
3. 第(3)问：利用控制变量法，设计实验时保证除钙片接触面积外，其他影响反应速率的因素（如钙片质量、盐酸浓度/体积、温度）均相同，通过对比反应现象（气泡产生快慢）得出结论；
4. 第(4)问：针对带分液漏斗和注射器的装置，采用“关闭分液漏斗活塞，改变内部压强，观察活塞是否复位”的方法检查气密性；
5. 第(5)问：实验步骤需先装样品，再加入试剂反应，最后收集并记录气体体积；
6. 第(6)问：鸡蛋壳与盐酸反应生成氯化钙，要制备碳酸钙需加入氢氧化钙，再根据反应物过量情况分析废液成分。
【解析】
(1) 每片钙片中碳酸钙的质量：$1.25\ \mathrm{g} × 80\% = 1\ \mathrm{g}$；碳酸钙中钙元素的质量分数：$\frac{40}{40+12+16×3} × 100\% = 40\%$；每日服用2片，补充钙元素质量：$2 × 1\ \mathrm{g} × 40\% = 0.8\ \mathrm{g}$。
(2) 碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$。
(3) 实验方案需控制变量：室温下，取2片钙片，将其中一片研碎，分别加入2支试管中，再分别加入等体积5%（或10%）的稀盐酸，观察现象；实验现象：研碎的钙片与稀盐酸反应产生气泡更快。
(4) 检查装置气密性：关闭分液漏斗活塞，拉动注射器活塞，松手后注射器活塞回到原刻度，说明装置气密性良好。
(5) 实验步骤补充：称量一定质量的鸡蛋壳加入锥形瓶中，向分液漏斗中加入足量稀盐酸，打开活塞逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡为止，关闭活塞，记录注射器读数。
(6) 鸡蛋壳中的碳酸钙与盐酸反应生成$\ce{CaCl_{2}}$，要制备碳酸钙需加入$\ce{Ca(OH)_{2}}$（与$\ce{CaCl_{2}}$反应生成$\ce{CaCO_{3}}$沉淀），故溶液X溶质为$\ce{Ca(OH)_{2}}$；废液Y是$\ce{CaCl_{2}}$与$\ce{Na_{2}CO_{3}}$（或$\ce{Ca(OH)_{2}}$）反应后的产物，根据反应物过量情况，成分有三种：恰好反应时为$\ce{NaOH}$；$\ce{Ca(OH)_{2}}$过量时为$\ce{NaOH}$、$\ce{Ca(OH)_{2}}$；$\ce{Na_{2}CO_{3}}$过量时为$\ce{NaOH}$、$\ce{Na_{2}CO_{3}}$。
【答案】
(1)0.8
(2)$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$
(3)室温下,取2片钙片,将其中一片研碎,分别加入2支试管中,再分别加入等体积5%(或10%)的稀盐酸,观察现象；研碎的钙片与稀盐酸反应产生气泡快
(4)关闭分液漏斗活塞,拉动注射器活塞,松手后注射器活塞回到原刻度
(5)称量一定质量的鸡蛋壳加入锥形瓶中,向分液漏斗中加入足量稀盐酸,打开活塞逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡为止,关闭活塞,记录注射器读数
(6)$\ce{Ca(OH)_{2}}$；①$\ce{NaOH}$；②$\ce{NaOH}$、$\ce{Ca(OH)_{2}}$；③$\ce{NaOH}$、$\ce{Na_{2}CO_{3}}$
【知识点】
化学式计算元素质量、化学方程式书写、影响反应速率的因素、装置气密性检查、酸碱盐反应的产物分析
【点评】
本题以钙片为载体，综合考查了化学计算、实验设计、反应方程式书写及酸碱盐反应的过量分析，注重对学生实验探究能力和基础知识应用能力的考查，其中控制变量法的实验设计和废液成分分析是难点，需要学生灵活运用所学知识。
【难度系数】
0.5
