Question

3．生石灰是一种传统的建筑材料，俗称“石灰”． 安徽凤阳大量石灰厂在石灰窑中煅烧石灰石制得“石灰”，其反应原理是CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑（用化学方程式表示）．化学兴趣小组的同学对某石灰厂刚出窑的“石灰”的成分进行探究．
【提出问题】刚出窑的“石灰”有哪些成分？
【猜想】I．只有氧化钙Ⅱ．只有碳酸钙Ⅲ．含有氧化钙和碳酸钙．
【查阅资料】碱和碳酸盐同时存在时，酸碱中和反应优先于酸与碳酸盐的反应．
实验探究】
（1）甲同学取一定量的“石灰”样品于试管中，并加入一定量的水，振荡，有白色不溶物．甲同学据此认为试管中的固体为碳酸钙，即猜想II成立．乙同学认为上述实验不足以证明猜想II成立，其理由是白色不溶物可能是氧化钙与水反应后生成的微溶于水的氢氧化钙，不一定是碳酸钙．
（2）乙同学取一定量的“石灰”样品于试管中，加入一定量的水，触摸试管外壁，感觉发热；继续向试管中加入几滴稀盐酸，没有发现气泡产生．乙同学据此认为试管中的固体只有氧化钙，即猜想I成立．丙同学认为乙同学的实验不足以证明猜想I成立，理由是乙同学加入的稀盐酸较少，先和氢氧化钙反应了，无法与碳酸钙反应，不足以证明是否含碳酸钙．
（3）丙同学认为利用感觉温度变化的方法判断是否有氧化钙不可靠，他用水、酚酞试液和稀盐酸证明了猜想Ⅲ成立，请完成他的实验报告．

实验步骤	实验现象	实验结论
①取“石灰”样品于试管中，加入适量水，振荡充分反应后，取上层清液并向其中加入几滴酚酞试液 ②取“石灰”样品与水反应后的不溶物于试管中，加入足量的稀盐酸	①酚酞试液变红 ②有气泡产生	猜想Ⅲ成立

【思考】使用“石灰”的建筑工地上常有一个大的石灰池，使用“石灰”时，先将生石灰倒入池内水中，一段时间后，再取用其中的石灰浆使用．长期使用的石灰池内壁会逐渐增厚，其主要原因是Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O（用化学方程式表示）．

Answer 1

分析 根据物质的性质进行分析，碳酸钙高温能分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙是微溶于水的物质，其水溶液呈碱性，碳酸钙能与盐酸反应生成二氧化碳气体．

解答 解：石灰窑中煅烧石灰石制得“石灰”，其反应原理是碳酸钙高温能分解生成氧化钙和二氧化碳，用化学方程式表示为：CaCO₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
碳酸钙高温能分解生成氧化钙和二氧化碳，若反应完全，固体产物只有氧化钙，反应发生前，固体为碳酸钙，若反应不完全，则固体含有氧化钙和碳酸钙．所以刚出窑的“石灰”有成分：【猜想】I．只有氧化钙Ⅱ．只有碳酸钙Ⅲ．含有氧化钙和碳酸钙．
（1）取一定量的剩余固体于试管中，加入一定量的水振荡，有白色不溶物不足以说明只有碳酸钙，因为氧化钙与水反应生成的氢氧化钙微溶于水，也是白色沉淀；
（2）取一定量的剩余固体于试管中，加入一定量的水，触摸试管外壁感觉发热，继续向试管中加入几滴稀盐酸，没有气泡产生，说明有氧化钙，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，不能说明猜想Ⅲ成立，原因是即使有碳酸钙，加入的少量稀盐酸先消耗氢氧化钙，也不会出现气泡；
（3）利用水、无色酚酞溶液证明氧化钙与水反应生成氢氧化钙，用稀盐酸证明碳酸钙存在；步骤如下：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取“石灰”样品于试管中，加入适量水，振荡充分反应后，取上层清液并向其中加入几滴酚酞试液． ②取“石灰”样品与水反应后的不溶物于试管中，加入足量的稀盐酸．	①酚酞试液变红． ②有气泡产生．	猜想III成立

【思考】长期使用的石灰池内壁会逐渐增厚，其主要原因是氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳形成难溶的碳酸钙．
故答案为：
CaCO₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
【猜想】含有氧化钙和碳酸钙．
【实验探究】
（1）白色不溶物可能是氧化钙与水反应后生成的微溶于水的氢氧化钙，不一定是碳酸钙．
（2）乙同学加入的稀盐酸较少，先和氢氧化钙反应了，无法与碳酸钙反应，不足以证明是否含碳酸钙．
（3）

实验步骤	实验现象	实验结论
①取“石灰”样品于试管中，加入适量水，振荡充分反应后，取上层清液并向其中加入几滴酚酞试液． ②取“石灰”样品与水反应后的不溶物于试管中，加入足量的稀盐酸．	①酚酞试液变红． ②有气泡产生．	猜想III成立

【思考】Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．

点评 本题考查了物质变质成分的探究，完成此题，可以依据已有的物质的性质进行．要求同学们熟练掌握常见物质的性质，以便灵活应用．