Question

已知：在氫氧化鈉濃溶液中加入氧化鈣，加熱，制成的白色固體就是堿石灰．有兩個實驗小組的同學決定通過實驗探究堿石灰的組成．
（1）第一小組設計方案的流程如下：

①寫出n （OH^-）、n （Ca²⁺）與n （Na⁺）的關系：n（Na⁺）=

n（OH^-）-2n（Ca²⁺）

．
②設n （Na⁺）=x mol、n （Ca²⁺）=y mol，請填寫下表：

堿石灰的 可能組成	NaOH、CaO	NaOH、CaO、 Ca （OH）2	NaOH、 Ca （OH）2	NaOH、 Ca （OH）2、H2O
n （Na+）、n （Ca2+） 的關系	40x+56y=4	40x+56y＜4.0＜40x+74y	40x+74y=4.0	40x+74y＜4.0

（2）第二小組同學查得如下資料：Ca（OH）₂在250℃時不分解、NaOH在580℃時不分解．
他們設計了如下方案并得出相關數據：取市售堿石灰4.0g，在250℃時加熱至恒重，測得固體質量減少了0.42g，剩余固體在580℃時繼續加熱至恒重，固體質量又減少了0.75g．請通過計算確定該堿石灰各成分的質量分數．

Answer 1

分析：（1）①依據溶液中電荷守恒計算得到；
②依據堿石灰的組成物質結合極值分析判斷得到鈉離子和鈣離子的物質的量的關系；
n （Na⁺）=x mol、n （Ca²⁺）=y mol，依據氫氧化鈉和氧化鈣，氫氧化鈉和氫氧化鈣混合物的質量結合極值分析得到；
（2）Ca（OH）₂在250℃時不分解、NaOH在580℃時不分解，取市售堿石灰4.0g，在250℃時加熱至恒重，測得固體質量減少了0.42g，為水；剩余固體在580℃時繼續加熱至恒重，固體質量又減少了0.75g．為減少的氫氧化鈣分解生成的水，計算得到氫氧化鈣的質量；剩余固體質量為氫氧化鈉質量；

解答：解：（1）①氫氧化鈣和氫氧化鈉溶液中存在電荷守恒，濃度關系也是微粒物質的量的關系，n（OH^-）=2n（Ca²⁺）+n（Na⁺），所以得到n（Na⁺）=n（OH^-）-2n（Ca²⁺）；
故答案為：n（OH^-）-2n（Ca²⁺）；
②堿石灰是NaOH、CaO，n （Na⁺）、n （Ca²⁺）的關系 40x+56y=4；
堿石灰是NaOH、CaO、Ca （OH）₂，n （Na⁺）、n （Ca²⁺）的關系 40x+56y＜4.0＜40x+74y
堿石灰是NaOH、Ca （OH）₂，n （Na⁺）、n （Ca²⁺）的關系 40x+74y=4.0；
堿石灰是NaOH、CaO、Ca （OH）₂、H₂O，n （Na⁺）、n （Ca²⁺）的關系 40x+74y＜4.0
故答案為：

堿石灰的 可能組成	NaOH、CaO	NaOH、CaO、 Ca （OH）2	NaOH、 Ca （OH）2	NaOH、 Ca （OH）2、H2O
n （Na+）、n （Ca2+） 的關系	40x+56y=4	40x+56y＜4.0＜40x+74y	40x+74y=4.0	40x+74y＜4.0

（2）Ca（OH）₂在250℃時不分解、NaOH在580℃時不分解，取市售堿石灰4.0g，在250℃時加熱至恒重，測得固體質量減少了0.42g，說明堿石灰中含有水，質量分數=

0.42g

4.0g

×100%=10.5%；剩余固體在580℃時繼續加熱至恒重，固體質量又減少了0.75g．減少的為氫氧化鈣分解生成的水，氫氧化鈣的質量=

0.75g

18g/mol

×74g/mol；堿石灰中氫氧化鈣質量分數=

0.75g 18g/mol ×74g/mol

4g

×100%=77.1%；氫氧化鈉質量=4.0g-0.42g-3.083g=0.497g，氫氧化鈉質量分數=

0.497g

4.0g

×100%=12.4%；
答：該堿石灰各成分的質量分數：H₂O%=10.5%； Ca（OH）₂%=77.1%； NaOH%=12.4%；

點評：本題考查了物質組成的探究實驗分析判斷和計算，掌握物質性質和物質組成的分析方法是解題關鍵，注意題干條件的分析應用，題目難度中等．