Question

堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的固體混合物，是實驗室常用的干燥劑。相關信息如下圖所示。同學們為確認一瓶久置的“堿石灰”（可能已部分變質或全部變質）樣品的成分，進行如下探究。

[提出問題]實驗室中久置的堿石灰樣品的成分是什么？

[進行猜想] 久置的堿石灰樣品中可能含有CaO、NaOH、Na₂CO₃、Ca（OH）₂、CaCO₃等成分。用化學方程式表示樣品中含有Ca（OH）₂或Na₂CO₃可能含有的原因           （寫一個）

[探究過程]

試回答下列問題：

（1）操作①的名稱是       ，溶液C中一定含       離子。

（2）溶液A中加入CaCl₂溶液后產生固體，說明樣品中一定含有            ，反應的方程式為        。

（3）向溶液A中加入CaCl₂溶液后，證明CaCl₂溶液過量的方法是        。

[實驗結論]

依據上述實驗操作過程及現象，綜合對濾液和固體成分的探究，下列對樣品成分的分析正確的是       （填序號）

①樣品中一定含NaOH        ②樣品中一定含Na₂CO₃       ③樣品中含NaOH、CaO中的一種或兩種

 [拓展延伸]

為測定實驗室中一瓶變質的燒堿中NaOH的含量，某同學取適量的燒堿樣品，溶于一定量的水得到200g溶液；再加入200g稀硫酸（足量）充分攪拌到不再放出氣泡為止，稱量溶液為395.6g。請分析計算：

（1）反應產生的CO₂的質量為        g。

（2）若所取燒堿樣品為50.0g，則樣品中NaOH的質量分數是多少？（寫出計算過程）

       

（3）用同濃度的硫酸，分別與未變質、部分變質、或全部變質（雜質都是Na₂CO₃）的燒堿樣品反應，需要硫酸的質量都相等。從鈉元素質量守恒的角度解釋其原因是：         。

【解析】[進行猜想]生成氫氧化鈣的方程式為CaO+H₂O═Ca（OH）₂  生成碳酸鈉的方程式為2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O

[探究過程]

（1）將固液分離的操作為過濾，酚酞變紅了，說明溶液顯堿性，故溶液中一定含有OH^—

（2）能與氯化鈣反應的是碳酸鈉，其反應方程式為Na₂CO₃+CaCl₂═2NaCl+CaCO₃↓

（3）可以取溶液C于試管中滴加碳酸鈉溶液，有白色沉淀生成，則說明CaCl₂溶液已過量

[實驗結論]因為加水后燒杯壁變熱說明樣品中含有氫氧化鈉或者是氧化鈣，或者是二者都有，加入氯化鈣生成白色沉淀說明樣品中一定含有碳酸鈉，綜合以上分析，故選②③

[拓展延伸]

（1）根據質量守恒定律可求出反應產生的CO₂的質量為200g+200g-395.6g=4.4g

（2）根據二氧化碳的質量為4.4克就可以計算了，根據化學反應方程式計算，即可得出樣品中碳酸鈉的質量，繼而得出原樣品中氫氧化鈉的質量，具體步驟見答案。

（3）氫氧化鈉和碳酸鈉都是每46g鈉元素生成142g硫酸鈉，消耗98g硫酸

 

Answer 1

[進行猜想]CaO+H₂O═Ca（OH）₂（或2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O等，答案合理即給分）

[實驗過程]（1）過濾   OH^—

（2）碳酸鈉   Na₂CO₃+CaCl₂═2NaCl+CaCO₃↓

（3）取溶液C于試管中滴加碳酸鈉溶液，有白色沉淀生成，說明CaCl₂溶液已過量（合理即給分）

[實驗結論]（1）②③

[拓展延伸]

（1）4.4…………………………………(1分)

（2）解：設所取樣品中含有Na₂CO₃的質量為x。

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

    106                          44

    x                            4.4g

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

   

   則燒堿樣品中                                      ……………………………(1分)

 

答：燒堿樣品中NaOH的百分含量為78.8%。

（3）氫氧化鈉和碳酸鈉都是每46g鈉元素生成142g硫酸鈉，消耗98g硫酸……………(1分)