Question

（10分）工業上用碳酸鈉溶液與石灰水反應制燒堿。對于碳酸鈉溶液與石灰水是否恰好完全反應，某化學興趣小組的同學將其產物進行過濾，并對濾液進行如下探究。

【提出問題】濾液中含有哪些溶質？

【猜想與假設】假設一：濾液中只含氫氧化鈉

假設二：濾液中含氫氧化鈉和碳酸鈉

假設三：濾液中含

假設四：濾液中含氫氧化鈉、氫氧化鈣和碳酸鈉

【進行實驗】甲同學設計了如下實驗方案：

實驗步驟	實驗現象	結論
取少量濾液放在試管中，再滴入氯化鈣溶液	若生成白色沉淀	碳酸鈉過量
若無明顯現象	恰好反應

【反思與評價】

（1）碳酸鈉溶液與石灰水反應的基本類型為 。

（2）乙同學認為假設四不合理，理由是 。

（3）丙同學認為甲同學設計方案還不能說明碳酸鈉溶液和澄清石灰水恰好完全反應，她的理由是 。

（4）丁同學認為要說明碳酸鈉溶液與石灰水是否恰好完全反應，還需在甲同學實驗方案的基礎上進行實驗。她的實驗方案是：

實驗步驟	實驗現象和結論

【定量研究】

（5）戊同學稱取100g燒堿固體樣品（樣品中的雜質是碳酸鈉），加水溶解得到溶液A，取A溶液的1/5向其中加入CaCl2溶液。反應時CaCl2溶液與沉淀的質量關系如圖所示。

①樣品中氫氧化鈉的質量為 g；

②計算所加CaCl2溶液中溶質的質量分數。（寫出計算過程）

Answer 1

【猜想與假設】假設三： 氫氧化鈉和氫氧化鈣

【反思與評價】（1）復分解反應 （2）因為氫氧化鈣溶液與碳酸鈉溶液不能共存

（3）若氫氧化鈣過量，滴加氯化鈣溶液也無明顯現象

（4）

實 驗 步 驟	實 驗 現 象 和 結 論
取少量甲同學實驗用的原濾液放在試管中，在通入足量的二氧化碳(或滴入Na2CO3溶液)，觀察	溶液無變化，則不含氫氧化鈣
溶液變渾濁，則含氫氧化鈣

【定量研究】（5）①73.5 ② 11.1%

【解析】

試題分析：【猜想與假設】對反應后溶液中所含溶質的判斷：生成物一定含有，反應物可能含有，故假設三： 氫氧化鈣可能過量，可猜想為：氫氧化鈉和氫氧化鈣

【反思與評價】（1）碳酸鈉溶液與石灰水反應的方程式為：Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH，屬于復分解反應

（2）乙同學認為假設四不合理，理由是：因為氫氧化鈣溶液與碳酸鈉溶液不能共存

（3）丙同學認為甲同學設計方案還不能說明碳酸鈉溶液和澄清石灰水恰好完全反應，她的理由若氫氧化鈣過量，滴加氯化鈣溶液也無明顯現象，所以說還可能是氫氧化鈣過量

（4）所以說要證明碳酸鈉溶液與石灰水是否恰好完全反應，還必須證明溶液中是否還含有氫氧化鈣，應抓住氫氧化鈣的化學性質

實 驗 步 驟	實 驗 現 象 和 結 論
取少量甲同學實驗用的原濾液放在試管中，在通入足量的二氧化碳(或滴入Na2CO3溶液)，觀察	溶液無變化，則不含氫氧化鈣
溶液變渾濁，則含氫氧化鈣

【定量研究】（5）加入CaCl2溶液發生反應的化學方程式：CaCl2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaCl，根據方程式中Na2CO3與CaCO3的質量關系，可先算出Na2CO3的質量，再來計算樣品中氫氧化鈉的質量，同時根據CaCl2與CaCO3的質量關系，計算出CaCl2溶液中溶質CaCl2的質量，進而可計算出所加CaCl2溶液中溶質的質量分數，根據圖像，可知CaCO3的質量為5g

解：設Na2CO3的質量為x，CaCl2的質量為y

CaCl2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaCl

111 106 100

y x 5g

①106：100=x：5g x=5.3g

由于所取的溶液為A溶液的1/5，故碳酸鈉的質量=5.3g×5=26.5g

樣品中氫氧化鈉的質量=100g-26.5g=73.5g

②111：100=y：5g y=5.55g

所加CaCl2溶液中溶質的質量分數=5.55g/50g×100%=11.1%

考點：反應后溶液中溶質的判斷，Ca(OH)2和Na2CO3的化學性質，根據化學方程式進行的計算