Question

20．實(shí)驗(yàn)室有一包在空氣中敞口放置了一段時(shí)間的堿石灰，興趣小組對這包堿石灰的成分展開了探究．
【查閱資料】①堿石灰是由CaO和NaOH固體混合而成，通常用于吸收二氧化碳及干燥氣體．②熟石灰固體溶解度小，溶于水放出的熱量少，可以忽略不計(jì)．
【提出猜想】該堿石灰的主要成分可能含有CaO、NaOH、Ca（OH）₂、CaCO₃和Na₂CO₃．
【實(shí)驗(yàn)探究】小組的同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行驗(yàn)證，過程如下：
①小明取部分該堿石灰樣品于試管中，加少量水后無放熱現(xiàn)象，說明這包堿石灰樣品中不含CaO、NaOH．繼續(xù)加足量水，振蕩，靜置后有白色沉淀，小明認(rèn)為堿石灰樣品中一定含有CaCO₃，小美認(rèn)為他的結(jié)論不準(zhǔn)確，原因是Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH．（用化學(xué)方程式表示）
②從小明的試管中取少量上層清液于另一試管中，向其中滴加過量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
③把過程②所得物質(zhì)過濾，向?yàn)V液中滴加無色酚酞溶液，溶液變紅色．
【解釋與結(jié)論】根據(jù)以上探究：
①你認(rèn)為該包堿石灰樣品一定含有的物質(zhì)是Na₂CO₃、Ca（OH）₂，可能含有的物質(zhì)是CaCO₃．
②實(shí)驗(yàn)探究過程③所得溶液中除酚酞外還含有的溶質(zhì)是NaOH、NaCl、BaCl₂．
遷移應(yīng)用】下列氣體①氫氣　�、谘鯕狻　、垡谎趸�碳　�、苈然瘹洹　、荻�氧化硫　�、薨睔猓�不能用堿石灰干燥的是C（填字母序號）．
A．①②③B．④⑤⑥C．④⑤D．⑤⑥
（2）計(jì)算：向26.4g硫酸鈉和碳酸鈉的混合物中滴加硫酸溶液，直到不再產(chǎn)生氣泡為止，共消耗98g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫酸溶液，求原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 【提出猜想】氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣易吸收空氣中二氧化碳生成碳酸鈣，二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水由此解答；
【實(shí)驗(yàn)探究】①根據(jù)氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，且放出大量的熱，氫氧化鈉固體溶解也會放出大量熱；氫氧化鈣和碳酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉進(jìn)行解答；
【解釋與結(jié)論】①根據(jù)碳酸鈉溶液能和氯化鋇溶液反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉，氫氧化鈉溶液呈堿性，能使酚酞試液變紅進(jìn)行解答；
②根據(jù)氫氧化鈉溶液呈堿性，能使酚酞試液變紅以及氯化鋇溶液過量進(jìn)行解答；
【遷移應(yīng)用】根據(jù)能和堿石灰反應(yīng)的氣體不能用堿石灰干燥進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)稀硫酸的質(zhì)量計(jì)算出Na₂CO₃的質(zhì)量，進(jìn)行分析．

解答 解：【提出猜想】氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣易吸收空氣中二氧化碳生成碳酸鈣，二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，所以該堿石灰的主要成分可能含有CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃、NaOH和Na₂CO₃；故填：Na₂CO₃；
【實(shí)驗(yàn)探究】①氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，且放出大量的熱，氫氧化鈉固體溶解也會放出大量熱，所以加少量水后無放熱現(xiàn)象，說明這包堿石灰樣品中不含氧化鈣和氫氧化鈉；氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，所以不一定含有碳酸鈣，化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；故填：CaO、NaOH；Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
【解釋與結(jié)論】①碳酸鈉溶液能和氯化鋇溶液反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉，所以取少量上層清液于另一試管中，向其中滴加過量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說明一定含有碳酸鈉；②過濾后所得物質(zhì)能使酚酞試液變紅，說明有氫氧化鈉（此時(shí)溶液中不可能有氫氧化鈣，因?yàn)橛刑妓徕c），又因?yàn)樵�固體混合物中沒有NaOH，所以應(yīng)該是Ca（OH）₂和Na₂CO₃反應(yīng)生成了NaOH，因此固體混合物中一定有Ca（OH）₂；
故填：Na₂CO₃、Ca（OH）₂；CaCO₃；
②氫氧化鈉溶液呈堿性，能使酚酞試液變紅以及氯化鋇溶液過量，所以③所得溶液中除酚酞外還含有的溶質(zhì)是氫氧化鈉、氯化鈉和氯化鋇；故填：NaOH、NaCl、BaCl₂；故填：NaOH、NaCl、BaCl₂；
【遷移應(yīng)用】能和堿石灰反應(yīng)的氣體不能用堿石灰干燥，其中氯化氫和二氧化硫能和氫氧化鈉，所以不能用堿石灰干燥；故選C；
（2）由題意，設(shè)原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O
106     98    142   44
x   98 g×10%       
  
$\frac{106}{98}$=$\frac{x}{98g×10%}$
x=10.6g
原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：$\frac{10.6g}{26.4g}$×100%≈40.2%
答案：
原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40.2%．
故答案為：
【提出問題】這包久置的堿石灰樣品的成分是什么；
【提出猜想】Na₂CO₃；
【實(shí)驗(yàn)探究】①CaO、NaOH；       Ca（OH）₂+Na₂CO₃=2NaOH+CaCO₃↓；
【解釋與結(jié)論】①Na₂CO₃、Ca（OH）₂；CaCO₃；
②NaCl、NaOH、BaCl₂；
【遷移應(yīng)用】C；由題意，設(shè)原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O
106     98    142   44
x   98 g×10%       
  
$\frac{106}{98}$=$\frac{x}{98g×10%}$
x=10.6g
原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：$\frac{10.6g}{26.4g}$×100%≈40.2%．

點(diǎn)評 本題是以生活中常見的食品干燥劑為情境角度出發(fā)，判斷干燥劑是否變質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究的綜合性推斷題，考查了CO₂、NaOH、Ca（OH ）₂、CaCO₃ 之間如何相互轉(zhuǎn)化，特別是考查學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中推斷分析能力和平時(shí)對含碳的化合物的化學(xué)性質(zhì)的積累，通過該實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果引發(fā)學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中氫氧化鈣如何正確保存，做到學(xué)以致用