登录
3. 某化学兴趣小组发现上次做实验用的澄清石灰水忘记盖瓶盖,试剂瓶内壁附着一层白色固体,底部也有白色固体。
【提出问题】白色固体是什么?怎样产生的?
【猜想与假设】猜想一:碳酸钙;空气中的二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙;
猜想二:氢氧化钙;水分蒸发,析出氢氧化钙固体;
猜想三:氢氧化钙和碳酸钙的混合物。
【实验探究】
(1)甲同学取少量白色固体于试管中,加入过量稀盐酸,振荡,固体全部溶解并有气泡产生。产生气泡的化学方程式为
(2)乙同学提出质疑,认为甲同学实验结论不够严谨,其理由是
【实验结论】综上所述,猜想三正确。
【实验反思】(3)澄清石灰水必须要
【提出问题】白色固体是什么?怎样产生的?
【猜想与假设】猜想一:碳酸钙;空气中的二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙;
猜想二:氢氧化钙;水分蒸发,析出氢氧化钙固体;
猜想三:氢氧化钙和碳酸钙的混合物。
【实验探究】
(1)甲同学取少量白色固体于试管中,加入过量稀盐酸,振荡,固体全部溶解并有气泡产生。产生气泡的化学方程式为
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
,甲同学得出结论,猜想一正确。(2)乙同学提出质疑,认为甲同学实验结论不够严谨,其理由是
Ca(OH)₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O、CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O 取少量白色固体于试管中,加适量的水振荡,静置,在上层清液中滴加少量酚酞试液 溶液由无色变成红色
(用化学方程式表示),并补充实验如下:【实验结论】综上所述,猜想三正确。
【实验反思】(3)澄清石灰水必须要
密封
保存。答案
(1)$\ce{CaCO_{3} + 2HCl=CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$
(2)$\ce{Ca(OH)_{2} + 2HCl=CaCl_{2} + 2H_{2}O}$、$\ce{CaCO_{3} + 2HCl=CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$ 取少量白色固体于试管中,加适量的水振荡,静置,在上层清液中滴加少量酚酞试液 溶液由无色变成红色
(3)密封
解析:(1)碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,产生气泡的化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl=CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$。(2)氢氧化钙和碳酸钙的混合物中,加入过量稀盐酸,振荡,固体也会全部溶解并有气泡产生,所以乙同学认为甲同学实验结论不够严谨,证明白色固体中还含有氢氧化钙的方法是取少量白色固体于试管中,加适量的水振荡,静置,在上层清液中滴加少量酚酞试液,若溶液由无色变成红色,说明白色固体中还含有氢氧化钙。(3)澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液,氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,故澄清石灰水必须要密封保存。
(2)$\ce{Ca(OH)_{2} + 2HCl=CaCl_{2} + 2H_{2}O}$、$\ce{CaCO_{3} + 2HCl=CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$ 取少量白色固体于试管中,加适量的水振荡,静置,在上层清液中滴加少量酚酞试液 溶液由无色变成红色
(3)密封
解析:(1)碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,产生气泡的化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl=CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$。(2)氢氧化钙和碳酸钙的混合物中,加入过量稀盐酸,振荡,固体也会全部溶解并有气泡产生,所以乙同学认为甲同学实验结论不够严谨,证明白色固体中还含有氢氧化钙的方法是取少量白色固体于试管中,加适量的水振荡,静置,在上层清液中滴加少量酚酞试液,若溶液由无色变成红色,说明白色固体中还含有氢氧化钙。(3)澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液,氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,故澄清石灰水必须要密封保存。
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确久置澄清石灰水的变化：澄清石灰水的溶质$\ce{Ca(OH)_{2}}$会与空气中$\ce{CO_{2}}$反应生成$\ce{CaCO_{3}}$，同时水分蒸发可能析出$\ce{Ca(OH)_{2}}$，因此白色固体可能是$\ce{CaCO_{3}}$、$\ce{Ca(OH)_{2}}$或两者的混合物。
1. 第一问：产生气泡是$\ce{CaCO_{3}}$与盐酸反应，直接书写对应方程式即可。
2. 第二问：甲同学仅通过加盐酸有气泡就判定是$\ce{CaCO_{3}}$，忽略了若固体是两者混合物，加盐酸也会有气泡且固体全溶，因此需验证是否含$\ce{Ca(OH)_{2}}$，利用$\ce{Ca(OH)_{2}}$溶液呈碱性，能使酚酞变红的性质设计实验：取白色固体加水，振荡静置后向上层清液滴加酚酞，若变红则含$\ce{Ca(OH)_{2}}$。
3. 第三问：因$\ce{Ca(OH)_{2}}$会与空气中$\ce{CO_{2}}$反应变质，故需密封保存。
【解析】
(1) 碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl=CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$。
(2) 若白色固体是氢氧化钙和碳酸钙的混合物，加入过量稀盐酸时，$\ce{CaCO_{3}}$与盐酸反应产生气泡，$\ce{Ca(OH)_{2}}$与盐酸反应使固体全部溶解，因此甲同学的实验结论不严谨，对应的反应方程式为$\ce{Ca(OH)_{2} + 2HCl=CaCl_{2} + 2H_{2}O}$、$\ce{CaCO_{3} + 2HCl=CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$；补充实验需验证氢氧化钙的存在：取少量白色固体于试管中，加适量的水振荡，静置，在上层清液中滴加少量酚酞试液，若溶液由无色变成红色，证明含氢氧化钙。
(3) 澄清石灰水中的氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应变质，因此必须密封保存。
【答案】
(1) $\ce{CaCO_{3} + 2HCl=CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$
(2) $\ce{Ca(OH)_{2} + 2HCl=CaCl_{2} + 2H_{2}O}$、$\ce{CaCO_{3} + 2HCl=CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$；取少量白色固体于试管中，加适量的水振荡，静置，在上层清液中滴加少量酚酞试液；溶液由无色变成红色
(3) 密封
【知识点】
酸的化学性质、碱的化学性质、碳酸盐的检验
【点评】
本题为物质成分探究题，结合久置澄清石灰水的变质问题，考查酸碱盐的化学性质及实验设计的严谨性，要求学生能根据物质特性设计实验验证成分，是初中化学核心考点之一，需掌握常见离子的检验方法。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先明确久置澄清石灰水的变化：澄清石灰水的溶质$\ce{Ca(OH)_{2}}$会与空气中$\ce{CO_{2}}$反应生成$\ce{CaCO_{3}}$，同时水分蒸发可能析出$\ce{Ca(OH)_{2}}$，因此白色固体可能是$\ce{CaCO_{3}}$、$\ce{Ca(OH)_{2}}$或两者的混合物。
1. 第一问：产生气泡是$\ce{CaCO_{3}}$与盐酸反应，直接书写对应方程式即可。
2. 第二问：甲同学仅通过加盐酸有气泡就判定是$\ce{CaCO_{3}}$，忽略了若固体是两者混合物，加盐酸也会有气泡且固体全溶，因此需验证是否含$\ce{Ca(OH)_{2}}$，利用$\ce{Ca(OH)_{2}}$溶液呈碱性，能使酚酞变红的性质设计实验：取白色固体加水，振荡静置后向上层清液滴加酚酞，若变红则含$\ce{Ca(OH)_{2}}$。
3. 第三问：因$\ce{Ca(OH)_{2}}$会与空气中$\ce{CO_{2}}$反应变质，故需密封保存。
【解析】
(1) 碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl=CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$。
(2) 若白色固体是氢氧化钙和碳酸钙的混合物，加入过量稀盐酸时，$\ce{CaCO_{3}}$与盐酸反应产生气泡，$\ce{Ca(OH)_{2}}$与盐酸反应使固体全部溶解，因此甲同学的实验结论不严谨，对应的反应方程式为$\ce{Ca(OH)_{2} + 2HCl=CaCl_{2} + 2H_{2}O}$、$\ce{CaCO_{3} + 2HCl=CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$；补充实验需验证氢氧化钙的存在：取少量白色固体于试管中，加适量的水振荡，静置，在上层清液中滴加少量酚酞试液，若溶液由无色变成红色，证明含氢氧化钙。
(3) 澄清石灰水中的氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应变质，因此必须密封保存。
【答案】
(1) $\ce{CaCO_{3} + 2HCl=CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$
(2) $\ce{Ca(OH)_{2} + 2HCl=CaCl_{2} + 2H_{2}O}$、$\ce{CaCO_{3} + 2HCl=CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$；取少量白色固体于试管中，加适量的水振荡，静置，在上层清液中滴加少量酚酞试液；溶液由无色变成红色
(3) 密封
【知识点】
酸的化学性质、碱的化学性质、碳酸盐的检验
【点评】
本题为物质成分探究题，结合久置澄清石灰水的变质问题，考查酸碱盐的化学性质及实验设计的严谨性，要求学生能根据物质特性设计实验验证成分，是初中化学核心考点之一，需掌握常见离子的检验方法。
【难度系数】
0.6
