Question

3．化學反應(yīng)過程中常常伴隨著一些現(xiàn)象，同學們發(fā)現(xiàn)將CO₂通入NaOH溶液時沒有明顯的現(xiàn)象發(fā)生，為此，他們進行了如下探究：

（1）小明把一支收集滿CO₂的試管倒立在盛有飽和NaOH溶液的燒杯中（如圖甲所示），觀察到試管內(nèi)液面上升，原因是2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O（用化學方程式表示），討論分析后，同學們認為導致試管內(nèi)液面上升還有另一種原因，請簡要說明：二氧化碳被水溶解或者反應(yīng)．
（2）為了進一步實驗CO₂與NaOH溶液確實發(fā)生了反應(yīng)，小紅設(shè)計了如下方案：分別取上述實驗后的溶液于A、B兩支試管中（如圖乙所示），向試管A中滴加足量的稀鹽酸，觀察到的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)的化學方程式為Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．向試管B中滴加氯化鋇溶液，觀察到的現(xiàn)象是變渾濁或者有白色沉淀產(chǎn)生，反應(yīng)的化學方程式為Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl．雖然實驗的現(xiàn)象不同，但都能證明CO₂與NaOH溶液確實發(fā)生了化學反應(yīng)．
（3）實驗過程中需要吸收CO₂時，大多會選擇NaOH溶液，但是，檢驗CO₂時常常選擇新配制的澄清石灰水，請簡要解釋原因氫氧化鈉的溶解度遠遠大于氫氧化鈣，所以吸收二氧化碳用氫氧化鈉，而氫氧化鈉和二氧化碳無明顯現(xiàn)象，氫氧化鈣和二氧化碳有明顯的渾濁，所以吸收二氧化碳用氫氧化鈉檢驗二氧化碳用氫氧化鈣．
（4）某化學興趣小組在實驗室用碳酸鈉溶液和熟石灰制取少量氫氧化鈉溶液，他們的實驗過程和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖2所示，請計算：

①實驗室生成沉淀的質(zhì)量是10g．
②所得氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 （1）氫氧化鈉和水都能夠和二氧化碳反應(yīng)，且二氧化碳也可以溶解于水，結(jié)合對出的實驗現(xiàn)象無法準確說明液面的變化是氫氧化鈉所致還是水的影響；
（2）采取的實驗思路是檢驗對應(yīng)的生成物，也就是確定是否會生成碳酸鹽，用鹽酸檢驗碳酸鹽借助的是氣泡生成，借助可溶性鋇鹽是利用的碳酸鋇難溶，對應(yīng)的實驗現(xiàn)象是變渾濁或者是生成白色沉淀；
（3）物質(zhì)的用途與性質(zhì)密切相關(guān)，氫氧化鈉溶解度大，但是和二氧化碳反應(yīng)物明顯現(xiàn)象．氫氧化鈣溶解度小，但是遇到二氧化碳變渾濁；
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，過程中質(zhì)量的減少是因為生成了碳酸鈣，所以可以 求算碳酸鈣的質(zhì)量，根據(jù)碳酸鈣和對應(yīng)的化學方程式求算氫氧化鈉的質(zhì)量，進而求算對應(yīng)的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：
（1）氫氧化鈉溶液中既有氫氧化鈉也有水，而這兩者都能和二氧化碳反應(yīng)，都會引起液面上升，兩者反應(yīng)的化學方程式為 2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O和H₂O+CO₂=H₂CO₃；同時二氧化碳還能溶解于水．
（2）小紅設(shè)計了如下方案：分別取上述實驗后的溶液于A、B兩支試管中（如圖乙所示），向試管A中滴加足量的稀鹽酸，由于碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳和水以及氯化鈉，對應(yīng)的現(xiàn)象是 有氣泡產(chǎn)生，對應(yīng)的化學方程式為 Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．向試管B中滴加氯化鋇溶液，是碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成難溶性碳酸鋇和氯化鈉，對應(yīng)的現(xiàn)象是 變渾濁或者有白色沉淀產(chǎn)生，對應(yīng)的化學方程式為 Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl．
（3）氫氧化鈉的溶解度遠遠大于氫氧化鈣，所以吸收二氧化碳用氫氧化鈉，而氫氧化鈉和二氧化碳無明顯現(xiàn)象，氫氧化鈣和二氧化碳有明顯的渾濁，所以吸收二氧化碳用氫氧化鈉檢驗二氧化碳用氫氧化鈣．吸收可以不需要現(xiàn)象，而檢驗需要明顯的實驗現(xiàn)象．
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得，生成的碳酸鈣的質(zhì)量為195.6g-185.6g=10g
設(shè)生成的氫氧化鈉的質(zhì)量為x
Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH
                                      100    80
                                        10g   x
$\frac{100}{80}$=$\frac{10g}{x}$
x=8g
則所得溶液中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{8g}{185.6g-105.6g}$×100%=10%
故答案為：
（1）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；二氧化碳被水溶解或者反應(yīng)．
（2）有氣泡產(chǎn)生；Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑； 變渾濁或者有白色沉淀產(chǎn)生； Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl．
（3）氫氧化鈉的溶解度遠遠大于氫氧化鈣，所以吸收二氧化碳用氫氧化鈉，而氫氧化鈉和二氧化碳無明顯現(xiàn)象，氫氧化鈣和二氧化碳有明顯的渾濁，所以吸收二氧化碳用氫氧化鈉檢驗二氧化碳用氫氧化鈣．
（4）10；10%

點評 根據(jù)化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數(shù)據(jù)，第三計算過程要完整．