991、向20℃的饱和澄清石灰水(甲溶液)中投入适量的氧化钙粉末,充分反应,下列说法错误的是( )

这是一道关于氢氧化钙溶解度、氧化钙与水反应特性以及饱和溶液性质的综合化学题。我们需要逐步分析反应过程对溶液温度、溶剂质量、溶质质量及溶质质量分数的影响。 **1. 反应原理分析** 向饱和澄清石灰水（甲溶液）中投入氧化钙（$CaO$），发生如下反应： $$CaO + H_2O = Ca(OH)_2$$ 该反应有两个关键特点： * **放热**：反应会放出大量的热，导致溶液温度升高。 * **消耗溶剂**：反应消耗了水中的水分子，导致溶剂质量减少。 **2. 氢氧化钙的溶解度特性** 氢氧化钙（$Ca(OH)_2$）的溶解度随温度的升高而**降低**，随温度的降低而升高。这是解题的关键点，与大多数固体物质（如硝酸钾）相反。 **3. 选项逐一解析** * **A. 溶液温度未冷却到20℃时，溶液一定是饱和溶液** * **分析**：原溶液是20℃的饱和溶液。加入$CaO$后，一方面反应消耗了溶剂水，导致部分溶质析出；另一方面，反应放热使温度升高，而$Ca(OH)_2$的溶解度随温度升高而减小，这也会导致更多溶质析出。 * **结论**：既然有晶体析出，且体系中仍存在未溶解的固体（或刚达到平衡），那么上层清液在当前温度下必然是饱和的。 * **判定**：说法正确。 * **B. 溶液温度未冷却到20℃时，溶质质量分数比甲溶液大** * **分析**： * 甲溶液是20℃时的饱和溶液，其溶质质量分数取决于20℃时的溶解度 $S_{20}$。 * 当温度未冷却到20℃时（即温度 $T > 20℃$），由于$CaO$与水反应放热，溶液温度升高。 * 因为$Ca(OH)_2$的溶解度随温度升高而减小，所以高温下的溶解度 $S_T < S_{20}$。 * 此时溶液仍为饱和溶液（见选项A分析），其溶质质量分数由当前温度下的溶解度决定。 * 根据饱和溶液溶质质量分数公式 $\frac{S}{100+S} \times 100\%$，溶解度越小，质量分数越小。 * 因此，高温下的饱和溶液溶质质量分数 **小于** 20℃时甲溶液的溶质质量分数。 * **判定**：说法**错误**。 * **C. 溶液温度恢复到20℃时，溶液质量比甲溶液小** * **分析**： * $CaO$与水反应消耗了溶剂水。 * 虽然温度恢复到了20℃，溶解度恢复到了初始值，但由于溶剂（水）的总量减少了，原本溶解在这些被消耗的水中的溶质也会随之析出，无法再溶解回去。 * 溶液质量 = 溶剂质量 + 溶质质量。溶剂减少了，能溶解的溶质也相应减少了，因此最终溶液的总质量必然小于原甲溶液的质量。 * **判定**：说法正确。 * **D. 溶液温度恢复到20℃时，溶液的溶质质量分数和甲溶液的相等** * **分析**： * 当温度恢复到20℃时，溶液依然是饱和溶液（因为有析出的晶体存在，或者刚好饱和）。 * 同温下的同种物质的饱和溶液，其溶质质量分数是定值，只与该温度下的溶解度有关。 * 既然温度都是20℃，且都是饱和状态，那么它们的溶质质量分数一定相等。 * **判定**：说法正确。 **总结** 题目要求选出**错误**的说法。 选项 B 声称高温下的溶质质量分数比低温（20℃）时大，这与氢氧化钙溶解度随温度升高而减小的事实相悖。实际上，高温下溶解度变小，饱和溶液的溶质质量分数应变小。 故正确答案为：**B**