Question

【題目】研究鹽類物質(zhì)的性質(zhì)時，甲、乙、丙三位同學(xué)分別向NaHCO3溶液中滴加石灰水，均產(chǎn)生白色沉淀．他們分別設(shè)計實驗方案，對自己過濾后的濾液中溶質(zhì)的成分進(jìn)行如下探究．一、定性研究

【實驗準(zhǔn)備】用一定溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NaHCO3溶液、NaOH溶液和Na2CO3溶液進(jìn)行如下實驗，為設(shè)計實驗方案提供參考．

	NaHCO3溶液	NaOH溶液	Na2CO3溶液
加入酚酞溶液	溶液變紅	現(xiàn)象Ⅰ	溶液變紅
加入CuSO4溶液	產(chǎn)生氣泡和藍(lán)色沉淀	現(xiàn)象Ⅱ	產(chǎn)生氣泡和藍(lán)色沉淀
加入CaCl2溶液	無明顯變化	無明顯變化	產(chǎn)生白色沉淀
加熱溶液至沸騰，將氣體通入澄清石灰水	澄清石灰水變渾濁	澄清石灰水無明顯變化	澄清石灰水無明顯變化

表中的現(xiàn)象Ⅰ為__________；現(xiàn)象Ⅱ為產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，對應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________。

【查閱資料】

（1）氯化鈣溶液顯中性．

（2）濾液中所含的溶質(zhì)有以下幾種可能：①NaOH；②Na2CO3；③NaOH和Ca（OH）2；④Na2CO3和NaHCO3；⑤Na2CO3和NaOH

【實驗及分析】甲同學(xué)：取少量濾液于試管中，滴加過量的稀鹽酸，產(chǎn)生大量無色氣泡，則濾液中的溶質(zhì)是Na2CO3．乙同學(xué)：取少量濾液于試管中，向其中通入少量CO2，產(chǎn)生白色沉淀，則濾液中的溶質(zhì)是NaOH和Ca（OH）2．丙同學(xué)：分別取少量濾液于兩支試管中，向一支試管中滴加CaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生；將另一支試管中的濾液加熱至沸騰，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，則濾液中的溶質(zhì)是Na2CO3和NaHCO3．

【反思與評價】

（1）老師認(rèn)為乙、丙同學(xué)的實驗方案和結(jié)論合理．

①丙同學(xué)的實驗中，加入CaCl2溶液的目的是__________________。

②根據(jù)乙同學(xué)的結(jié)論，NaHCO3溶液與澄清石灰水反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________。

（2）老師認(rèn)為甲同學(xué)的實驗方案和結(jié)論存在不足．丁同學(xué)通過以下實驗幫助甲同學(xué)確認(rèn)了濾液中溶質(zhì)的成分．

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量濾液于試管中，加入過量的__________的溶液	有白色沉淀生成	濾液中的溶質(zhì)是Na2CO3和NaOH
過濾，向濾液中滴加______溶液	_____________________

（3）結(jié)合此次探究活動，你認(rèn)為下列說法正確的是_________（填字母序號）。

a．鹽溶液可能顯堿性

b．化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物與反應(yīng)物的量有關(guān)

c．堿和鹽反應(yīng)一定生成另外一種堿和另外一種鹽

d．判斷溶液混合后的成分不僅要考慮產(chǎn)物，還要考慮反應(yīng)物是否過量。

二、定量分析

已知碳酸鈉穩(wěn)定而碳酸氫鈉(NaHCO3)不穩(wěn)定，碳酸氫鈉受熱易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O有NaHCO3和Na2CO3混合物13.7g，將其充分加熱至固體質(zhì)量不再減少，得剩余固體．將產(chǎn)生的氣體通入足量的Ca（OH）2溶液中，產(chǎn)生5.0g沉淀．如果將剩余固體溶于足量的稀鹽酸，會產(chǎn)生多少克CO2 ？____________

Answer 1

【答案】 溶液變紅 略 檢驗碳酸鈉 NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3 ↓ +NaOH+H2O 氯化鈣（氯化鋇，硝酸鈣，硝酸鋇，名稱或化學(xué)式） 硫酸銅（酚酞） 只產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，無氣泡（溶液變紅） abd 4.4g

【解析】【實驗準(zhǔn)備】氫氧化鈉溶液呈堿性，能使無色的酚酞試液變成紅色，故現(xiàn)象Ⅰ為溶液變紅；氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式表示為：2NaOH+CuSO4==Na2SO4+Cu(OH)2↓；【反思與評價】（1）碳酸鈉能與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，故加入氯化鈣的目的是檢驗碳酸鈉的存在；乙同學(xué)的結(jié)論是濾液中的溶質(zhì)是NaOH和Ca（OH）2，那么說明碳酸氫鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知還生成了水，其中反應(yīng)物中氫氧化鈣過量，反應(yīng)的化學(xué)方程式表示為：NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3 ↓ +NaOH+H2O；由于碳酸氫鈉也能與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，故加入足量稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生不能說明含有碳酸鈉。根據(jù)實驗方案參考可知只有碳酸鈉能與氯化鈣反應(yīng)生成沉淀，故要檢驗碳酸鈉的存在，可向濾液中加入足量的氯化鈣溶液，若含有碳酸鈉，那么它們會反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀；氯化鈣溶液呈中性，若濾液中還含有氫氧化鈉，那么過濾后向濾液中滴加無色酚酞，無色酚酞會變成紅色；（3）鹽溶液可能呈中性，也可能呈堿性，a正確；化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物與反應(yīng)物的量有關(guān)，如在氧氣充足時碳燃燒生成二氧化碳，氧氣不足時生成一氧化碳，b正確；堿和鹽反應(yīng)不一定生成另外一種堿和另外一種鹽，如碳酸氫鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣、氫氧化鈉和水，c錯誤；判斷溶液混合后的成分不僅要考慮產(chǎn)物，還要考慮反應(yīng)物是否過量，d正確。故選abd；

二、定量分析：

二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水。利用化學(xué)方程式，根據(jù)二氧化碳與碳酸鈣的質(zhì)量即可計算出二氧化碳的質(zhì)量；利用二氧化碳的質(zhì)量即可計算出碳酸氫鈉的質(zhì)量和生成的碳酸鈉的質(zhì)量。

設(shè)碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳的質(zhì)量為x;

CO2 + Ca(OH)2 == CaCO3 ↓+ H2O

44 100

X 5.0g

x=2.2g

設(shè)碳酸氫鈉的質(zhì)量為y，生成的碳酸鈉的質(zhì)量為z；

2NaHCO3 Na2CO3 + CO2↑+H2O

168 106 44

Y z 2.2g

y=8.4g

z=5.3g

碳酸鈉的總質(zhì)量=13.7g-8.4g+5.3g=10.6g

設(shè)碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量為m；

Na2CO3 + 2HCl == 2NaCl + H2O + CO2↑

106 44

10.6g m

m=4.4g