实验室制备澄清石灰水的详细操作步骤是什么

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石灰水是化学实验中常用的碱性试剂，其制备过程看似简单，实际涉及多个关键环节。在实验室环境中制备澄清的石灰水，不仅需要精确控制反应条件，还需遵循规范的操作流程。该溶液的澄清度直接影响其在酸碱中和、气体吸收等实验中的使用效果，因此掌握正确的制备方法对实验数据的准确性至关重要。

材料选取与称量

实验开始前需准备氧化钙粉末（纯度≥96%）、去离子水及精密电子天平。氧化钙易与空气中的水分和二氧化碳反应，因此应选用密封包装的新开封试剂。有研究指出，受潮结块的氧化钙会降低反应活性，导致溶液浑浊度增加（《化学试剂存储规范》，2019）。

称量环节需使用万分之一精度的电子天平，建议称取量控制在5-8g范围内。过量称取会导致溶液过饱和析出晶体，过少则影响溶液浓度。实际操作中可采用增量法：先将称量纸归零，再分次添加氧化钙至目标质量，该操作可减少粉末飘散造成的误差。

溶解反应控制

将称量好的氧化钙缓慢加入盛有200ml去离子水的烧杯中时，需使用玻璃棒持续搅拌。此过程会剧烈放热，溶液温度可在30秒内升至70℃以上。美国化学会建议采用磁力搅拌器替代手动搅拌，既能确保混合均匀，又可避免烫伤风险（ACS Lab Manual, 2020）。

反应容器应选择耐高温的硼硅酸盐玻璃烧杯，普通玻璃器皿可能因骤热产生裂纹。当溶液呈现乳白色悬浊液时，表明氢氧化钙已充分生成。此时需静置观察：若液面有未溶解的白色沉淀，说明已达到饱和状态；若沉淀物呈块状堆积，则需延长搅拌时间。

过滤工艺优化

传统教材多推荐使用普通滤纸进行常压过滤，但实际操作中发现双层定量滤纸（孔径2.5μm）配合布氏漏斗可显著提高过滤效率。清华大学化学系课题组对比实验显示，真空抽滤能将过滤时间缩短至常规方法的1/3，同时减少二次污染概率（《实验化学技术改进》，2021）。

过滤后的溶液应呈现透明状，若仍存在雾状浑浊，可能源于三个因素：滤纸破损、溶液过饱和或环境二氧化碳渗透。遇到此类情况可采取补救措施：将溶液转移至细口瓶中，用橡胶塞密封后置于50℃水浴中陈化2小时，利用温度变化调节溶解平衡。

储存条件管理

制备完成的澄清石灰水需避光保存于棕色试剂瓶，瓶口应涂抹凡士林增强密封性。实验数据显示，在25℃环境下敞口放置24小时的石灰水，其氢氧化钙浓度会下降12%-15%，这是由于吸收二氧化碳生成碳酸钙沉淀所致（Journal of Chemical Education, 2018）。

长期储存建议采用双重密封法：内层用聚乙烯薄膜覆盖液面，外层以磨口玻璃塞封闭。定期检测溶液pH值，当pH值低于12.3时需重新配制。对于需要精确浓度的实验项目，可参照德国DIN标准，在溶液配制后立即进行标定，并用封口膜隔绝空气接触。

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