Question

3．生石灰是一種傳統(tǒng)的建筑材料，俗稱“石灰”． 安徽鳳陽大量石灰廠在石灰窯中煅燒石灰石制得“石灰”，其反應(yīng)原理是CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑（用化學(xué)方程式表示）．化學(xué)興趣小組的同學(xué)對某石灰廠剛出窯的“石灰”的成分進行探究．
【提出問題】剛出窯的“石灰”有哪些成分？
【猜想】I．只有氧化鈣Ⅱ．只有碳酸鈣Ⅲ．含有氧化鈣和碳酸鈣．
【查閱資料】堿和碳酸鹽同時存在時，酸堿中和反應(yīng)優(yōu)先于酸與碳酸鹽的反應(yīng)．
實驗探究】
（1）甲同學(xué)取一定量的“石灰”樣品于試管中，并加入一定量的水，振蕩，有白色不溶物．甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為試管中的固體為碳酸鈣，即猜想II成立．乙同學(xué)認(rèn)為上述實驗不足以證明猜想II成立，其理由是白色不溶物可能是氧化鈣與水反應(yīng)后生成的微溶于水的氫氧化鈣，不一定是碳酸鈣．
（2）乙同學(xué)取一定量的“石灰”樣品于試管中，加入一定量的水，觸摸試管外壁，感覺發(fā)熱；繼續(xù)向試管中加入幾滴稀鹽酸，沒有發(fā)現(xiàn)氣泡產(chǎn)生．乙同學(xué)據(jù)此認(rèn)為試管中的固體只有氧化鈣，即猜想I成立．丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的實驗不足以證明猜想I成立，理由是乙同學(xué)加入的稀鹽酸較少，先和氫氧化鈣反應(yīng)了，無法與碳酸鈣反應(yīng)，不足以證明是否含碳酸鈣．
（3）丙同學(xué)認(rèn)為利用感覺溫度變化的方法判斷是否有氧化鈣不可靠，他用水、酚酞試液和稀鹽酸證明了猜想Ⅲ成立，請完成他的實驗報告．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①取“石灰”樣品于試管中，加入適量水，振蕩充分反應(yīng)后，取上層清液并向其中加入幾滴酚酞試液 ②取“石灰”樣品與水反應(yīng)后的不溶物于試管中，加入足量的稀鹽酸	①酚酞試液變紅 ②有氣泡產(chǎn)生	猜想Ⅲ成立

【思考】使用“石灰”的建筑工地上常有一個大的石灰池，使用“石灰”時，先將生石灰倒入池內(nèi)水中，一段時間后，再取用其中的石灰漿使用．長期使用的石灰池內(nèi)壁會逐漸增厚，其主要原因是Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O（用化學(xué)方程式表示）．

Answer 1

分析 根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)進行分析，碳酸鈣高溫能分解生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣是微溶于水的物質(zhì)，其水溶液呈堿性，碳酸鈣能與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w．

解答 解：石灰窯中煅燒石灰石制得“石灰”，其反應(yīng)原理是碳酸鈣高溫能分解生成氧化鈣和二氧化碳，用化學(xué)方程式表示為：CaCO₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
碳酸鈣高溫能分解生成氧化鈣和二氧化碳，若反應(yīng)完全，固體產(chǎn)物只有氧化鈣，反應(yīng)發(fā)生前，固體為碳酸鈣，若反應(yīng)不完全，則固體含有氧化鈣和碳酸鈣．所以剛出窯的“石灰”有成分：【猜想】I．只有氧化鈣Ⅱ．只有碳酸鈣Ⅲ．含有氧化鈣和碳酸鈣．
（1）取一定量的剩余固體于試管中，加入一定量的水振蕩，有白色不溶物不足以說明只有碳酸鈣，因為氧化鈣與水反應(yīng)生成的氫氧化鈣微溶于水，也是白色沉淀；
（2）取一定量的剩余固體于試管中，加入一定量的水，觸摸試管外壁感覺發(fā)熱，繼續(xù)向試管中加入幾滴稀鹽酸，沒有氣泡產(chǎn)生，說明有氧化鈣，氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，不能說明猜想Ⅲ成立，原因是即使有碳酸鈣，加入的少量稀鹽酸先消耗氫氧化鈣，也不會出現(xiàn)氣泡；
（3）利用水、無色酚酞溶液證明氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，用稀鹽酸證明碳酸鈣存在；步驟如下：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①取“石灰”樣品于試管中，加入適量水，振蕩充分反應(yīng)后，取上層清液并向其中加入幾滴酚酞試液． ②取“石灰”樣品與水反應(yīng)后的不溶物于試管中，加入足量的稀鹽酸．	①酚酞試液變紅． ②有氣泡產(chǎn)生．	猜想III成立

【思考】長期使用的石灰池內(nèi)壁會逐漸增厚，其主要原因是氫氧化鈣吸收空氣中的二氧化碳形成難溶的碳酸鈣．
故答案為：
CaCO₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
【猜想】含有氧化鈣和碳酸鈣．
【實驗探究】
（1）白色不溶物可能是氧化鈣與水反應(yīng)后生成的微溶于水的氫氧化鈣，不一定是碳酸鈣．
（2）乙同學(xué)加入的稀鹽酸較少，先和氫氧化鈣反應(yīng)了，無法與碳酸鈣反應(yīng)，不足以證明是否含碳酸鈣．
（3）

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①取“石灰”樣品于試管中，加入適量水，振蕩充分反應(yīng)后，取上層清液并向其中加入幾滴酚酞試液． ②取“石灰”樣品與水反應(yīng)后的不溶物于試管中，加入足量的稀鹽酸．	①酚酞試液變紅． ②有氣泡產(chǎn)生．	猜想III成立

【思考】Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．

點評 本題考查了物質(zhì)變質(zhì)成分的探究，完成此題，可以依據(jù)已有的物質(zhì)的性質(zhì)進行．要求同學(xué)們熟練掌握常見物質(zhì)的性質(zhì)，以便靈活應(yīng)用．