Question

（2013?無錫一模）在古代，人們常用貝殼（主要成分是碳酸鈣，雜質(zhì)不參加反應(yīng)且不溶于水）和純堿為原料制取燒堿，某小組同學(xué)按圖所示流程進行實驗，請你參與討論并回答相關(guān)問題．

Ⅰ．定性研究
（1）生成固體B的化學(xué)反應(yīng)方程式

Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH

；
（2）操作Ⅰ指的是

過濾

，其中要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、

漏斗

；
（3）溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到固體C的過程中，常用玻璃棒攪拌，其目的是

攪拌，防止局部溫度過高使液滴飛濺

．
【猜想與假設(shè)】小組同學(xué)根據(jù)實驗流程對所得的固體C的組成提出了質(zhì)疑：甲同學(xué)認為：可能是NaOH、Na₂CO₃；乙同學(xué)認為：可能是

Ca（OH）₂、NaOH

； 丙同學(xué)認為：可能是NaOH
【交流與評價】請你把乙同學(xué)的可能猜想結(jié)果寫在橫線上；
【活動與探究】甲同學(xué)取原溶液向其中傾倒一定量的稀鹽酸觀察到有大量氣泡產(chǎn)生，于是得出該溶液中的溶質(zhì)是NaOH、Na₂CO₃的結(jié)論，證實了自己的猜想．
乙同學(xué)取原溶液向其中加入Na₂CO₃溶液無現(xiàn)象，據(jù)此否定了自己的猜想；他又重新取原溶液，向其中加入

氫氧化鈣溶液

觀察到與甲同學(xué)不同的現(xiàn)象，得出了和甲同學(xué)相同的結(jié)論．
丙同學(xué)為了驗證上述結(jié)論也取原溶液向其中滴加了少量稀鹽酸，卻發(fā)現(xiàn)無氣泡產(chǎn)生．
【解釋與結(jié)論】大家經(jīng)過分析找出了丙同學(xué)所用試劑與甲同學(xué)相同，卻沒有看到氣泡的原因．你認為可能的原因是

少量的鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng)了，所以就不能與碳酸鈉反應(yīng)，所以看不到有氣體產(chǎn)生

．經(jīng)過上述三位同學(xué)的共同努力，大家終于對溶液中溶質(zhì)的成分得出了正確結(jié)論．
Ⅱ．定量探究
【提出問題】固體產(chǎn)品C氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)是多少呢？
【設(shè)計實驗】小組同學(xué)設(shè)計了兩套不同的方案進行實驗并測得數(shù)據(jù)如下：

請你利用方案①所得數(shù)據(jù)計算固體產(chǎn)品C中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)（請列出計算過程）
【實驗反思】
另一組同學(xué)根據(jù)方案②所得數(shù)據(jù)計算出的氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)與方案①相比明顯偏小，請你分析其中的可能原因：

碳酸鋇沉淀中有水分，沒有干燥質(zhì)量偏大，計算出來的碳酸鈉質(zhì)量偏大，氫氧化鈉的質(zhì)量就偏小了．

．

Answer 1

分析：Ⅰ．定性研究（1）根據(jù)方程式的寫法考慮；（2）根據(jù)不溶于液體的固體和液體分離的方法考慮，結(jié)合過濾操作說出需要的儀器；（3）根據(jù)蒸發(fā)時玻璃棒的作用考慮；【猜想與假設(shè)】根據(jù)判斷反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)時需要考慮反應(yīng)物過量問題；【活動與探究】根據(jù)碳酸根離子與鈣離子結(jié)合產(chǎn)生沉淀考慮；【解釋與結(jié)論】少量的鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng)了；【設(shè)計實驗】根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計算出碳酸鈉的質(zhì)量，用20g減去碳酸鈉的質(zhì)量就是氫氧化鈉的質(zhì)量，再除以20g乘以百分之百即可；【實驗反思】根據(jù)碳酸鋇沉淀中有水分，沒有干燥計算出來的碳酸鈉質(zhì)量偏大，氫氧化鈉的質(zhì)量就偏小了；

解答：解：Ⅰ．定性研究（1）碳酸鈣高溫產(chǎn)生氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，用觀察法配平即可，所以方程式是：Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
（2）不溶于液體的固體和液體分離的方法是過濾，過濾用到的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗；
（3）蒸發(fā)時玻璃棒的作用是攪拌，防止局部溫度過高使液滴飛濺；
【猜想與假設(shè)】由于碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和氫氧化鈉，如果恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)是氫氧化鈉，如果碳酸鈉過量，則反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)是氫氧化鈉和碳酸鈉，如果氫氧化鈣過量，則反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)是氫氧化鈣和氫氧化鈉；
【活動與探究】檢驗碳酸根離子存在方法：可以加入酸看是否有氣體產(chǎn)生，也可以加入鈣離子溶液，使其產(chǎn)生沉淀，所以加入氫氧化鈣即可；
【解釋與結(jié)論】少量的鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng)了，所以就不能與碳酸鈉反應(yīng)，所以看不到有氣體產(chǎn)生；
【設(shè)計實驗】設(shè)生成0.44g二氧化碳需要參加反應(yīng)的碳酸鈉質(zhì)量為X則：
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
X                      0.44g
根據(jù)：

106

44

=

X

0.44g

解得X=1.06g，C中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)為：

20g-1.06g

20g

×100%=94.7%；
【實驗反思】碳酸鋇沉淀中有水分，沒有干燥質(zhì)量偏大，計算出來的碳酸鈉質(zhì)量偏大，氫氧化鈉的質(zhì)量就偏小了．
故答案為：Ⅰ．定性研究（1）Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；（2）過濾；漏斗；（3）攪拌，防止局部溫度過高使液滴飛濺；【猜想與假設(shè)】Ca（OH）₂、NaOH；【活動與探究】氫氧化鈣溶液；
【解釋與結(jié)論】少量的鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng)了，所以就不能與碳酸鈉反應(yīng)，所以看不到有氣體產(chǎn)生；【設(shè)計實驗】94.7%；【實驗反思】碳酸鋇沉淀中有水分，沒有干燥質(zhì)量偏大，計算出來的碳酸鈉質(zhì)量偏大，氫氧化鈉的質(zhì)量就偏小了．

點評：解答本題關(guān)鍵是要熟悉方程式的書寫，過濾的注意事項，蒸發(fā)時玻璃棒的作用，知道根據(jù)方程式進行的有關(guān)計算，并能根據(jù)現(xiàn)象分析出形成該現(xiàn)象的原因．