Question

（10分）工業(yè)上用碳酸鈉溶液與石灰水反應(yīng)制燒堿。對于碳酸鈉溶液與石灰水是否恰好完全反應(yīng)，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)將其產(chǎn)物進行過濾，并對濾液進行如下探究。

【提出問題】濾液中含有哪些溶質(zhì)？

【猜想與假設(shè)】假設(shè)一：濾液中只含氫氧化鈉 假設(shè)二：濾液中含氫氧化鈉和碳酸鈉

假設(shè)三：濾液中含

假設(shè)四：濾液中含氫氧化鈉、氫氧化鈣和碳酸鈉

【進行實驗】甲同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
取少量濾液放在試管中，再滴入氯化鈣溶液	若生成白色沉淀	碳酸鈉過量
若無明顯現(xiàn)象	恰好反應(yīng)

【反思與評價】

（1）碳酸鈉溶液與石灰水反應(yīng)的基本類型為 。

（2）乙同學(xué)認為假設(shè)四不合理，理由是 。

（3）丙同學(xué)認為甲同學(xué)設(shè)計方案還不能說明碳酸鈉溶液和澄清石灰水恰好完全反應(yīng)，她的理由是 。

（4）丁同學(xué)認為要說明碳酸鈉溶液與石灰水是否恰好完全反應(yīng)，還需在甲同學(xué)實驗方案的基礎(chǔ)上進行實驗。她的實驗方案是：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象和結(jié)論

【定量研究】

（5）戊同學(xué)稱取100g燒堿固體樣品（樣品中的雜質(zhì)是碳酸鈉），

加水溶解得到溶液A，取A溶液的1/5向其中加入CaCl2溶液。

反應(yīng)時CaCl2溶液與沉淀的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。

①樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量為 g；

②計算所加CaCl2溶液中鈣離子的質(zhì)量分數(shù)。（寫出計算過程）

 

Answer 1

【猜想與假設(shè)】假設(shè)三： 氫氧化鈉和氫氧化鈣

【反思與評價】（1）復(fù)分解反應(yīng) （2）因為氫氧化鈣溶液與碳酸鈉溶液不能共存

（3）若氫氧化鈣過量，滴加氯化鈣溶液也無明顯現(xiàn)象

（4）

實 驗 步 驟	實 驗 現(xiàn) 象 和 結(jié) 論
取少量甲同學(xué)實驗用的原濾液放在試管中，在通入足量的二氧化碳(或滴入Na2CO3溶液)，觀察	溶液無變化，則不含氫氧化鈣
溶液變渾濁，則含氫氧化鈣

【定量研究】（5）①73.5 ② 4%

【解析】

試題分析：【猜想與假設(shè)】反應(yīng)后的濾液，既要考慮生成物，還要考慮反應(yīng)物是否過量，故假設(shè)三： 氫氧化鈉和氫氧化鈣

【反思與評價】（1）碳酸鈉溶液與石灰水反應(yīng)的方程式：Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH，基本類型屬于復(fù)分解反應(yīng)

（2）乙同學(xué)認為假設(shè)四不合理，理由是：因為氫氧化鈣溶液與碳酸鈉溶液會相互反應(yīng)，不能共存

（3）丙同學(xué)認為甲同學(xué)設(shè)計方案還不能說明碳酸鈉溶液和澄清石灰水恰好完全反應(yīng)，她的理由是：若氫氧化鈣過量，滴加氯化鈣溶液也無明顯現(xiàn)象

（4）丁同學(xué)認為要說明碳酸鈉溶液與石灰水是否恰好完全反應(yīng)，還需在甲同學(xué)實驗方案的基礎(chǔ)上進行實驗。她的實驗方案是

實 驗 步 驟	實 驗 現(xiàn) 象 和 結(jié) 論
取少量甲同學(xué)實驗用的原濾液放在試管中，在通入足量的二氧化碳(或滴入Na2CO3溶液)，觀察	溶液無變化，則不含氫氧化鈣
溶液變渾濁，則含氫氧化鈣

【定量研究】（5）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)：CaCl2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaCl，結(jié)合圖中數(shù)據(jù)，最終生成白色沉淀CaCO3的質(zhì)量為5g，可求出Na2CO3的質(zhì)量，進而可求出樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量，同時根據(jù)CaCO3與的CaCl2質(zhì)量關(guān)系，可求出CaCl2質(zhì)量，進而可計算所加CaCl2溶液中鈣離子的質(zhì)量分數(shù)

【解析】
設(shè)Na2CO3的質(zhì)量為x，CaCl2質(zhì)量為y

CaCl2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaCl

106 100

Y X 5g

106:100=x：5g

X=5.3g

（1）由于是取A溶液的1/5，根據(jù)溶液的均一性，故原溶液A中含有的Na2CO3的質(zhì)量=5×5.3g=26.5g，故100g燒堿固體樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量=100g-26.5g=73.5g

（2）111:100=y：5g y=5.55g

故鈣元素質(zhì)量=5.55g×40/111×100%=2g

所以所加CaCl2溶液中鈣離子的質(zhì)量分數(shù)=2g/50g×100%=4%

考點：反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的判斷，氫氧化鈣、氫氧化鈉、碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)，根據(jù)化學(xué)方程式計算