Question

碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的固体混合物，是实验室常用的干燥剂。相关信息如下图所示。同学们为确认一瓶久置的“碱石灰”（可能已部分变质或全部变质）样品的成分，进行如下探究。

[提出问题]实验室中久置的碱石灰样品的成分是什么？

[进行猜想] 久置的碱石灰样品中可能含有CaO、NaOH、Na₂CO₃、Ca（OH）₂、CaCO₃等成分。用化学方程式表示样品中含有Ca（OH）₂或Na₂CO₃可能含有的原因           （写一个）

[探究过程]

试回答下列问题：

（1）操作①的名称是       ，溶液C中一定含       离子。

（2）溶液A中加入CaCl₂溶液后产生固体，说明样品中一定含有            ，反应的方程式为        。

（3）向溶液A中加入CaCl₂溶液后，证明CaCl₂溶液过量的方法是        。

[实验结论]

依据上述实验操作过程及现象，综合对滤液和固体成分的探究，下列对样品成分的分析正确的是       （填序号）

①样品中一定含NaOH        ②样品中一定含Na₂CO₃       ③样品中含NaOH、CaO中的一种或两种

 [拓展延伸]

为测定实验室中一瓶变质的烧碱中NaOH的含量，某同学取适量的烧碱样品，溶于一定量的水得到200g溶液；再加入200g稀硫酸（足量）充分搅拌到不再放出气泡为止，称量溶液为395.6g。请分析计算：

（1）反应产生的CO₂的质量为        g。

（2）若所取烧碱样品为50.0g，则样品中NaOH的质量分数是多少？（写出计算过程）

       

（3）用同浓度的硫酸，分别与未变质、部分变质、或全部变质（杂质都是Na₂CO₃）的烧碱样品反应，需要硫酸的质量都相等。从钠元素质量守恒的角度解释其原因是：         。

【解析】[进行猜想]生成氢氧化钙的方程式为CaO+H₂O═Ca（OH）₂  生成碳酸钠的方程式为2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O

[探究过程]

（1）将固液分离的操作为过滤，酚酞变红了，说明溶液显碱性，故溶液中一定含有OH^—

（2）能与氯化钙反应的是碳酸钠，其反应方程式为Na₂CO₃+CaCl₂═2NaCl+CaCO₃↓

（3）可以取溶液C于试管中滴加碳酸钠溶液，有白色沉淀生成，则说明CaCl₂溶液已过量

[实验结论]因为加水后烧杯壁变热说明样品中含有氢氧化钠或者是氧化钙，或者是二者都有，加入氯化钙生成白色沉淀说明样品中一定含有碳酸钠，综合以上分析，故选②③

[拓展延伸]

（1）根据质量守恒定律可求出反应产生的CO₂的质量为200g+200g-395.6g=4.4g

（2）根据二氧化碳的质量为4.4克就可以计算了，根据化学反应方程式计算，即可得出样品中碳酸钠的质量，继而得出原样品中氢氧化钠的质量，具体步骤见答案。

（3）氢氧化钠和碳酸钠都是每46g钠元素生成142g硫酸钠，消耗98g硫酸

 

Answer 1

【答案】

[进行猜想]CaO+H₂O═Ca（OH）₂（或2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O等，答案合理即给分）

[实验过程]（1）过滤    OH^—

（2）碳酸钠    Na₂CO₃+CaCl₂═2NaCl+CaCO₃↓

（3）取溶液C于试管中滴加碳酸钠溶液，有白色沉淀生成，说明CaCl₂溶液已过量（合理即给分）

[实验结论]（1）②③

[拓展延伸]

（1）4.4…………………………………(1分)

（2）解：设所取样品中含有Na₂CO₃的质量为x。

     Na₂CO₃+H₂SO₄=== Na₂ SO₄+H₂O+CO₂↑………………………………………………(1分)

    106                           44

     x                            4.4g

                                           …………………………………………(1分)

   

   则烧碱样品中                                       ……………………………(1分)

 

答：烧碱样品中NaOH的百分含量为78.8%。

（3）氢氧化钠和碳酸钠都是每46g钠元素生成142g硫酸钠，消耗98g硫酸……………(1分)