Question

（2013?无锡一模）在古代，人们常用贝壳（主要成分是碳酸钙，杂质不参加反应且不溶于水）和纯碱为原料制取烧碱，某小组同学按图所示流程进行实验，请你参与讨论并回答相关问题．

Ⅰ．定性研究
（1）生成固体B的化学反应方程式

Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH

；
（2）操作Ⅰ指的是

过滤

，其中要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、

漏斗

；
（3）溶液蒸发结晶得到固体C的过程中，常用玻璃棒搅拌，其目的是

搅拌，防止局部温度过高使液滴飞溅

．
【猜想与假设】小组同学根据实验流程对所得的固体C的组成提出了质疑：甲同学认为：可能是NaOH、Na₂CO₃；乙同学认为：可能是

Ca（OH）₂、NaOH

； 丙同学认为：可能是NaOH
【交流与评价】请你把乙同学的可能猜想结果写在横线上；
【活动与探究】甲同学取原溶液向其中倾倒一定量的稀盐酸观察到有大量气泡产生，于是得出该溶液中的溶质是NaOH、Na₂CO₃的结论，证实了自己的猜想．
乙同学取原溶液向其中加入Na₂CO₃溶液无现象，据此否定了自己的猜想；他又重新取原溶液，向其中加入

氢氧化钙溶液

观察到与甲同学不同的现象，得出了和甲同学相同的结论．
丙同学为了验证上述结论也取原溶液向其中滴加了少量稀盐酸，却发现无气泡产生．
【解释与结论】大家经过分析找出了丙同学所用试剂与甲同学相同，却没有看到气泡的原因．你认为可能的原因是

少量的盐酸先与氢氧化钠反应了，所以就不能与碳酸钠反应，所以看不到有气体产生

．经过上述三位同学的共同努力，大家终于对溶液中溶质的成分得出了正确结论．
Ⅱ．定量探究
【提出问题】固体产品C氢氧化钠的质量分数是多少呢？
【设计实验】小组同学设计了两套不同的方案进行实验并测得数据如下：

请你利用方案①所得数据计算固体产品C中氢氧化钠的质量分数（请列出计算过程）
【实验反思】
另一组同学根据方案②所得数据计算出的氢氧化钠质量分数与方案①相比明显偏小，请你分析其中的可能原因：

碳酸钡沉淀中有水分，没有干燥质量偏大，计算出来的碳酸钠质量偏大，氢氧化钠的质量就偏小了．

．

Answer 1

分析：Ⅰ．定性研究（1）根据方程式的写法考虑；（2）根据不溶于液体的固体和液体分离的方法考虑，结合过滤操作说出需要的仪器；（3）根据蒸发时玻璃棒的作用考虑；【猜想与假设】根据判断反应后所得溶液中溶质时需要考虑反应物过量问题；【活动与探究】根据碳酸根离子与钙离子结合产生沉淀考虑；【解释与结论】少量的盐酸先与氢氧化钠反应了；【设计实验】根据二氧化碳的质量计算出碳酸钠的质量，用20g减去碳酸钠的质量就是氢氧化钠的质量，再除以20g乘以百分之百即可；【实验反思】根据碳酸钡沉淀中有水分，没有干燥计算出来的碳酸钠质量偏大，氢氧化钠的质量就偏小了；

解答：解：Ⅰ．定性研究（1）碳酸钙高温产生氧化钙和二氧化碳，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，用观察法配平即可，所以方程式是：Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
（2）不溶于液体的固体和液体分离的方法是过滤，过滤用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗；
（3）蒸发时玻璃棒的作用是搅拌，防止局部温度过高使液滴飞溅；
【猜想与假设】由于碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，如果恰好完全反应，反应后溶液中溶质是氢氧化钠，如果碳酸钠过量，则反应后溶液中的溶质是氢氧化钠和碳酸钠，如果氢氧化钙过量，则反应后溶液中溶质是氢氧化钙和氢氧化钠；
【活动与探究】检验碳酸根离子存在方法：可以加入酸看是否有气体产生，也可以加入钙离子溶液，使其产生沉淀，所以加入氢氧化钙即可；
【解释与结论】少量的盐酸先与氢氧化钠反应了，所以就不能与碳酸钠反应，所以看不到有气体产生；
【设计实验】设生成0.44g二氧化碳需要参加反应的碳酸钠质量为X则：
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
X                      0.44g
根据：

106

44

=

X

0.44g

解得X=1.06g，C中氢氧化钠的质量分数为：

20g-1.06g

20g

×100%=94.7%；
【实验反思】碳酸钡沉淀中有水分，没有干燥质量偏大，计算出来的碳酸钠质量偏大，氢氧化钠的质量就偏小了．
故答案为：Ⅰ．定性研究（1）Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；（2）过滤；漏斗；（3）搅拌，防止局部温度过高使液滴飞溅；【猜想与假设】Ca（OH）₂、NaOH；【活动与探究】氢氧化钙溶液；
【解释与结论】少量的盐酸先与氢氧化钠反应了，所以就不能与碳酸钠反应，所以看不到有气体产生；【设计实验】94.7%；【实验反思】碳酸钡沉淀中有水分，没有干燥质量偏大，计算出来的碳酸钠质量偏大，氢氧化钠的质量就偏小了．

点评：解答本题关键是要熟悉方程式的书写，过滤的注意事项，蒸发时玻璃棒的作用，知道根据方程式进行的有关计算，并能根据现象分析出形成该现象的原因．