Question

6．氫化鈣固體是登山運(yùn)動(dòng)員常用的能源提供劑，某探究小組的同學(xué)通過查閱是知?dú)浠�鈣（CaH₂）遇水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣．
探究小組的同學(xué)把一定量的CaH₂加入NaCO₃溶液中，充分反應(yīng)后過濾，得到了濾渣和濾液，經(jīng)檢驗(yàn)濾渣的萬(wàn)分是碳酸鈣．
提出問題，溶液溶質(zhì)成分是什么？
猜想與假設(shè)：
猜想1：NaOH
猜想2：NaOH    Ca（OH）₂
猜想3：NaOH  Na₂CO₃
猜想4：NaOH  Na₂CO₃   Ca（OH）₂
經(jīng)過討論大家一致認(rèn)為猜想不合理，請(qǐng)用化學(xué)方程式說明原因Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：

實(shí)驗(yàn)	現(xiàn)象	結(jié)論
實(shí)驗(yàn)一：取濾液，向其中滴入少量碳酸鈉溶液	無明顯現(xiàn)象	猜想2不成立
實(shí)驗(yàn)二：另取濾液向其中加入稀鹽酸	先無變化后產(chǎn)生氣泡	猜想3成立．

反思與拓展：
（1）若向NH₄Cl的溶液中加一定量的CaH₂充分反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體是氫氣、氨氣
（2）登山運(yùn)動(dòng)員常用作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點(diǎn)是攜帶安全
（3）取某碳酸鈉樣品放入燒杯中，加入95.5g水充分溶解，再向其中加入稀硫酸，反應(yīng)放出氣體的總質(zhì)量與所加入稀硫酸的質(zhì)量關(guān)系如圖，請(qǐng)回答：
①當(dāng)加入196g稀硫酸時(shí)，放出氣體的質(zhì)量為4.4g
②計(jì)算加入的稀硫酸溶液的濃度10%
③試計(jì)算求出加入96g稀硫酸（即燒杯中的溶液的濃度）

Answer 1

分析 由題目的信息可知：猜想四是不合理的，因?yàn)樘妓徕c與氫氧化鈣不能共存，碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鈉，配平即可；在實(shí)驗(yàn)一中，取濾液，向其中滴入少量碳酸鈉溶液，無明顯現(xiàn)象，說明沒有氫氧化鈣，即猜想二不成立；實(shí)驗(yàn)二：另取濾液，向其中加入足量稀鹽酸，觀察到先無變化后產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象時(shí)，說明濾液中含有氫氧化鈉和碳酸鈉，即猜想三成立；若向NH₄Cl的溶液中加一定量CaH₂，充分反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體是氫氣、氨氣，因?yàn)闅浠�鈣（CaH₂）與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和水和氨氣；登山運(yùn)動(dòng)員常用CaH₂作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點(diǎn)是攜帶安全．
由圖可知：當(dāng)加入98g稀硫酸時(shí)，碳酸鈉恰好完全反應(yīng)；則再加稀硫酸時(shí)，產(chǎn)生氣體的質(zhì)量是不變的；根據(jù)圖示數(shù)據(jù)，找出與縱坐標(biāo)98對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)的數(shù)值即為放出氣體的質(zhì)量；
利用碳酸鈉與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和生成二氧化碳的質(zhì)量，列出比例式，就可計(jì)算出完全反應(yīng)時(shí)參與反應(yīng)的H₂SO₄質(zhì)量；然后根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式即可求出所加入的稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
完全反應(yīng)后（即A點(diǎn)），溶液中的溶質(zhì)為Na₂SO₄．利用碳酸鈉與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式可計(jì)算出反應(yīng)生成Na₂SO₄的質(zhì)量和Na₂CO₃樣品質(zhì)量；進(jìn)而計(jì)算出溶液質(zhì)量=Na₂CO₃樣品質(zhì)量+水的質(zhì)量+稀硫酸質(zhì)量-生成二氧化碳的質(zhì)量；然后根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計(jì)算即可

解答 解：【猜想與假設(shè)】猜想四是不合理的，因?yàn)樘妓徕c與氫氧化鈣不能共存，碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鈉，配平即可；
故答案為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】在實(shí)驗(yàn)一中，取濾液，向其中滴入少量碳酸鈉溶液，無明顯現(xiàn)象，說明沒有氫氧化鈣，即猜想二不成立；實(shí)驗(yàn)二：另取濾液，向其中加入足量稀鹽酸，觀察到先無變化后產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象時(shí)，說明濾液中含有氫氧化鈉和碳酸鈉，即猜想三成立；故答案為：二；先無變化后產(chǎn)生氣泡；
【反思與拓展】（1）若向NH₄Cl的溶液中加一定量CaH₂，充分反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體是氫氣、氨氣，因?yàn)闅浠�鈣（CaH₂）與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和水和氨氣；
（2）登山運(yùn)動(dòng)員常用CaH₂作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點(diǎn)是攜帶安全；故答案為：（1）氫氣、氨氣；（2）攜帶安全．
（3）①根據(jù)圖示數(shù)據(jù)可知，縱坐標(biāo)加入稀硫酸98g時(shí)，反應(yīng)已完全，對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)放出氣體的質(zhì)量為4.4g；
再加入稀硫酸時(shí)，產(chǎn)生氣體的質(zhì)量是不變的；
故當(dāng)加入196g稀硫酸時(shí)，放出氣體的質(zhì)量為4.4g；
故答案為：4.4．
②設(shè)完全反應(yīng)時(shí)參與反應(yīng)的H₂SO₄質(zhì)量為z，
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
        98             44
        z              4.4g
$\frac{98}{44}=\frac{z}{4.4g}$
解得：z=9.8g；
則所加入的稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9.8g}{98g}×100%$═10%；
故答案為：10%．
③設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為x，反應(yīng)生成Na₂SO₄的質(zhì)量為y；
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106          142       44
x             y        4.4g
$\frac{106}{x}=\frac{142}{y}=\frac{44}{4.4g}$
解得：x=10.6g，y=14.2g；
則加入98g稀硫酸（即A點(diǎn)）時(shí)燒杯中溶液質(zhì)量為：10.6g+95.8g+98g-4.4g=200g；
則加入98g稀硫酸（即A點(diǎn)）時(shí)燒杯中溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{14.2g}{200g}×100%$=7.1%．
答：加入98g稀硫酸（即A點(diǎn)）時(shí)燒杯中溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.1%．

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)既考查了實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)，又考查了化學(xué)方程式的書寫，還對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，綜合性比較強(qiáng)．實(shí)驗(yàn)探究題是近幾年中考的熱點(diǎn)之一，它包括實(shí)驗(yàn)方法和過程的探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)規(guī)律的探究等．本題通過實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)驗(yàn)分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．