Question

（2013?丰台区一模）某学习小组对在实验中吸收过二氧化碳气体的碱石灰成分进行了研究．
【查阅资料】
①碱石灰是CaO与NaOH 的固体混合物，通常用于吸收二氧化碳及干燥气体．
②碱性的Na₂CO₃溶液可以与中性的CaCl₂溶液发生复分解反应．
【提出猜想】
该碱石灰的主要成分可能含有

CaO

、Ca（OH）₂、CaCO₃、NaOH和

Na₂CO₃

．
【设计方案、收集证据】
（1）甲同学在烧杯中放入少量的碱石灰样品，加入足量蒸馏水充分搅拌，静置有白色沉淀，甲同学认为样品中一定含有CaCO₃，乙同学认为他的结论不准确，原因是：

Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH

（填化学方程式）．
（2）乙同学进一步设计实验并进行验证，过程如下：

实验操作	实验现象	实验结论
①从甲同学的烧杯中取少量上层清液于试管中，向其中滴加足量 CaCl2 溶液．	有白色沉淀生成	生成白色沉淀的化学方程式为： Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl ．
②过滤，向滤液中滴加无色酚酞试液．	无明显现象	通过实验及分析，样品中不含有： Ca（OH）2、NaOH和CaO ．

【解释与评价】
（1）乙同学进一步设计了下列实验装置，通过称量B装置的质量变化来确定样品的成分及质量（气密性良好，每步均完全反应，操作无误）．

多次实验发现测定结果有时偏大有时偏小偏差，试分析其主要原因：

锥形瓶中残留的CO₂未被吸收会导致结果偏小，而挥发出来的氯化氢及空气中二氧化碳和水蒸气被吸收则会导致结果偏大；每次实验两种因素综合作用，残留的CO₂质量大于挥发出来的氯化氢及空气中二氧化碳水蒸气质量导致结果偏小，反之则导致偏大

．
（2）在老师的指导下乙同学完善了实验装置，并重新进行了实验，步骤如下：
①检查装置气密性，将5.06g干燥的样品放入锥形瓶中；
②打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气，关闭活塞b；
③称量盛有氢氧化钠浓溶液的D瓶质量；
④向锥形瓶中逐滴加入稀硫酸至不再产生气泡；
⑤打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；
⑥称量D瓶质量，增重2.2g．
通过分析及计算可知：5.06g样品中各成分及质量

CaCO₃：4克Na₂CO₃：1.06g．

．

Answer 1

分析：【提出猜想】根据氧化钙、氢氧化钠的化学性质分析产物
【设计方案、收集证据】
（1）根据碳酸钠与氢氧化钙反应能产生沉淀分析
（2）根据碳酸钠的化学性质分析，根据碱性溶液能使酚酞试液变红分析
【解释与评价】（1）根据装置特点、药品及步骤分析误差出现原因
（2）根据样品总质量、生成的二氧化碳的质量，根据化学方程式可以求出

解答：解：【提出猜想】该碱石灰中氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，吸收二氧化碳后的主要成分可能含有含有 CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃、NaOH和 Na₂CO₃
【设计方案、收集证据】
（1）甲同学在烧杯中放入少量的碱石灰样品，加入足量蒸馏水充分搅拌，静置有白色沉淀，甲同学认为样品中一定含有CaCO₃，此说法不准确，因为碱石灰样品中可能含有碳酸钠和氢氧化钙，碳酸钠与氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀，
化学方程式为  Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
（2）乙同学要想证明是否含有碳酸钠，因碳酸钠与氯化钙反应会生成碳酸钙白色沉淀，因此可从甲同学的烧杯中取少量上层清液于试管中，向其中滴加足量 CaCl₂溶液．有白色沉淀生成，说明含有碳酸钠，化学方程式为Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl，然后过滤，向滤液中滴加无色酚酞试液，无明显现象，说明样品中一定不含有碱性物质，因此一定不含Ca（OH）₂、NaOH和 CaO；
【解释与评价】（1）乙同学设计实验装置，样品中加入盐酸，通过称量B装置氢氧化钠溶液的质量变化来确定生成的二氧化碳的质量，从而确定样品的成分及质量，因锥形瓶中残留的CO₂未被吸收会导致结果偏小，而挥发出来的氯化氢及空气中二氧化碳和水蒸气被吸收则会导致结果偏大；每次实验两种因素综合作用，残留的CO₂质量大于挥发出来的氯化氢及空气中二氧化碳水蒸气质量导致结果偏小，反之则导致偏大
（2）设样品中碳酸钠质量为x，碳酸钙质量为5.06g-x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                           44
x                            

44x

106

CaCO₃+H₂SO₄═CaSO₄+H₂O+CO₂↑
100                         44
5.06g-x                   

44×(5.06g-x)

100

44x

106

+

44×(5.06g-x)

100

=2.2g
x=1.06g
碳酸钙质量为5.06g-1.06g=4g
故答案为：【提出猜想】
CaO     Na₂CO₃
【设计方案、收集证据】
（1）Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH
（2）

CaCl2．		Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl， Ca（OH）2、NaOH和 CaO．

【解释与评价】
（1）锥形瓶中残留的CO₂未被吸收会导致结果偏小，而挥发出来的盐酸及空气中二氧化碳和水蒸气被吸收则会导致结果偏大；每次实验两种因素综合作用，残留的CO₂质量大于挥发出来的盐酸及空气中二氧化碳水蒸气质量导致结果偏小，反之则导致偏大
（2）CaCO₃：4克  Na₂CO₃：1.06g．

点评：本题考查碱石灰干燥剂变质后的产物，综合考查了氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠的化学性质，综合性较强