澄清石灰水的制备

澄清石灰水的制备

澄清石灰水，也称为氢氧化钙溶液，是一种常用的化学试剂。在实验室和工业生产中，澄清石灰水用于检测二氧化碳、软化水质以及作为碱性试剂。以下是澄清石灰水的制备方法及相关信息。

制备方法

1. 原料：生石灰（氧化钙，CaO）和水。

2. 步骤：

将生石灰小心地加入水中，注意要慢慢加入，并不断搅拌，以防止局部温度过高导致溶液飞溅。

加入生石灰后，溶液会迅速发热并变浑浊，这是因为氧化钙与水反应生成了氢氧化钙。

继续搅拌，直到溶液澄清，这通常需要一段时间，因为氢氧化钙在水中的溶解度较低。

将澄清后的溶液过滤，以去除未溶解的固体氢氧化钙。

化学反应

氧化钙与水的反应方程式如下：

\[ \text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 \]

注意事项

安全性：生石灰与水反应放热，操作时需佩戴防护眼镜和手套。

环境：氧化钙与水反应生成的氢氧化钙具有一定的腐蚀性，操作应在通风良好的环境中进行。

信息来源

化学工业出版社：《化学实验基础》，ISBN 9787030406548。

美国化学协会（ACS）：《化学安全手册》，https://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/chemistryinaction/casestudies.html。

常见问题清单及解答

1. 问题：澄清石灰水可以无限期保存吗？

解答：不可以。澄清石灰水会与空气中的二氧化碳反应，逐渐变成碳酸钙，导致溶液变浑浊。因此，应尽量在密封条件下保存，并尽快使用。

2. 问题：制备澄清石灰水时为什么需要慢慢加入生石灰？

解答：慢慢加入生石灰是为了防止局部温度过高，导致溶液飞溅和安全隐患。

3. 问题：澄清石灰水的浓度是多少？

解答：澄清石灰水的浓度通常在0.1到0.5摩尔/升之间，具体浓度取决于制备时加入的生石灰的量。

4. 问题：澄清石灰水可以用来检测什么物质？

解答：澄清石灰水可以用来检测二氧化碳，当二氧化碳通过澄清石灰水时，溶液会变浑浊。

5. 问题：制备澄清石灰水时为什么要搅拌？

解答：搅拌有助于氧化钙与水充分反应，并帮助未溶解的氢氧化钙沉淀下来。

6. 问题：澄清石灰水为什么不能长时间暴露在空气中？

解答：澄清石灰水会与空气中的二氧化碳反应，生成碳酸钙，导致溶液变浑浊。

7. 问题：生石灰与水反应生成的热量如何处理？

解答：应穿戴适当的防护装备，并在通风良好的环境中操作，以防止热量积聚造成伤害。

8. 问题：澄清石灰水在工业上有什么用途？

解答：澄清石灰水在工业上用于软化水质、制造水泥、处理废气等。

9. 问题：制备澄清石灰水时，如果溶液变浑浊了怎么办？

解答：如果溶液变浑浊，可能是由于氢氧化钙未溶解完全或与二氧化碳反应。可以重新过滤或重新制备。

10. 问题：澄清石灰水在实验室中有什么应用？

解答：在实验室中，澄清石灰水常用于检测二氧化碳、作为指示剂、在化学实验中作为碱性试剂等。