Question

7．4月份剛開學老師配制了一瓶澄清的石灰水，到了夏天石灰水變渾濁了，瓶壁和瓶底出現(xiàn)了少量白色固體，同學們就此白色固體的成分探究如下：
（1）猜想：①可能含有碳酸鈣，生成碳酸鈣的化學方程式為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
②可能含有的另一種物質(zhì)是Ca（OH）₂，出現(xiàn)該物質(zhì)的原因可能是：夏天溫度升高，Ca（OH）₂的溶解度減小，有固體析出．（答一條）
（2）同學們通過實驗證明了上述兩種物質(zhì)都存在，請你將下列有關實驗報告填寫完整．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量白色固體于試管中，加水振蕩后，再滴加幾滴酚酞試液．	①	上述猜想中的兩種物質(zhì)都存在．
②	③

（3）用化學方法除去瓶壁上的白色固體，請寫出相關的化學方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，Ca（0H）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O．
（4）把一定質(zhì)量的二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中，使二者恰好完全反應．測得反應后溶液的質(zhì)量為22.2g，若把溶液蒸干可得到5.3g純凈的無水碳酸鈉．求氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 根據(jù)澄清石灰水即為Ca（OH）2的澄清溶液，由于氫氧化鈣易于空氣中的二氧化碳反應生成沉淀，所以澄清石灰水常時間放置時與會空氣中的二氧化碳反應生成白色沉淀碳酸鈣和水．此為，氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而降低；由于天氣的炎熱很可能有氫氧化鈣固體析出．那么猜想1和2是否正確，可以通過實驗來驗證，加水后碳酸鈣不溶于水，氫氧化鈣溶于水．且能使酚酞變紅進行分析；
根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，氫氧化鈣和鹽酸反應生成氯化鈣和水進行分析；
根據(jù)氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，依據(jù)題中所給的數(shù)據(jù)進行解答．

解答 解：（1）生成碳酸鈣實質(zhì)上是石灰水和空氣中的二氧化碳發(fā)生反應，化學方程式為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）由于夏天溫度較高，原本澄清的石灰水中的溶質(zhì)氫氧化鈣由于隨溫度的升高溶解度降低，有可能有白色的固體氫氧化鈣析出；
（3）根據(jù)結(jié)論兩種物質(zhì)都存在，那么在此固體中加入水后，會觀察到：有一部分固體溶解，且使無色的酚酞變紅；

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量白色固體于試管中，加水振蕩后，	一部分固體不溶于水	上述猜想中的兩種物質(zhì)都存在．
再滴加幾滴酚酞試液	另一部分固體慢慢溶解消失，溶液變紅

（4）碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，氫氧化鈣和鹽酸反應生成氯化鈣和水，化學方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，Ca（0H）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O；
（5）設參加反應的二氧化碳質(zhì)量為x，參加反應的氫氧化鈉質(zhì)量為y，
CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
44    80    106
 x     y     5.3g
  $\frac{44}{x}$=$\frac{80}{y}$=$\frac{106}{5.3g}$
   x=2.2g
   y=4g
所以氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{4g}{22.2g-2.2g}$×100%=20%．
故答案為：
（1）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）Ca（OH）₂； 夏天溫度升高，Ca（OH）₂的溶解度減小，有固體析出；
（3）一部分固體不溶于水，另一部分固體慢慢溶解消失，溶液變紅；
（4）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，Ca（0H）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O；
（5）氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為20%．

點評 本題通過探究化學實驗室中用來檢驗二氧化碳的澄清石灰水是否變質(zhì)為目的，考查了學生的實驗探究能力，解決分析問題的邏輯能力．