题目内容

(2012?溧水县二模)碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的固体混合物,是实验室常用的干燥剂.相关信息如下表所示.同学们为确认一瓶久置的“碱石灰”(可能已部分变质或全部变质)样品的成分,进行如下探究.
[小资料]
①碱石灰是氧化钙、氢氧化钙的固体混合物.易吸收空气中的水蒸气和二氧化碳.
②氯化钙溶液显中性.[提出问题]实验室中久置的碱石灰样品的成分是什么?
[进行猜想]久置的碱石灰样品中可能含有CaO、NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2、CaCO3等成分.用化学方程式表示样品中含有Ca(OH)2或Na2CO3可能含有的原因
CaO+H2O═Ca(OH)2(或2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O等,答案合理即可)
CaO+H2O═Ca(OH)2(或2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O等,答案合理即可)
(写一个).
[探究过程]

试回答下列问题:
(1)操作①的名称是
过滤
过滤
,溶液C中一定含
OH-
OH-
离子.
(2)溶液A中加入CaCl2溶液后产生固体,说明样品中一定含有
碳酸钠
碳酸钠
,反应的方程式为
Na2CO3+CaCl2═2NaCl+CaCO3
Na2CO3+CaCl2═2NaCl+CaCO3

(3)向溶液A中加入CaCl2溶液后,证明CaCl2溶液过量的方法是
取溶液C于试管中滴加碳酸钠溶液,有白色沉淀生成,说明CaCl2溶液已过量
取溶液C于试管中滴加碳酸钠溶液,有白色沉淀生成,说明CaCl2溶液已过量

[实验结论]
依据上述实验操作过程及现象,综合对滤液和固体成分的探究,下列对样品成分的分析正确的是
②③
②③
(填序号).
①样品中一定含NaOH               
②样品中一定含Na2CO3
③样品中含NaOH、CaO中的一种或两种
[拓展延伸]
为测定实验室中一瓶变质的烧碱中NaOH的含量,某同学取适量的烧碱样品,溶于一定量的水得到200g溶液;再加入200g稀硫酸(足量)充分搅拌到不再放出气泡为止,称量溶液为395.6g.请分析计算:
(1)反应产生的CO2的质量为
4.4
4.4
 g.
(2)若所取烧碱样品为50.0g,则样品中NaOH的质量分数是多少?(写出计算过程)
78.8%.
78.8%.

(3)用同浓度的硫酸,分别与未变质、部分变质、或全部变质(杂质都是Na2CO3)的烧碱样品反应,需要硫酸的质量都相等.从钠元素质量守恒的角度解释其原因是:
氢氧化钠和碳酸钠都是每46g钠元素生成142g硫酸钠,消耗98g硫酸
氢氧化钠和碳酸钠都是每46g钠元素生成142g硫酸钠,消耗98g硫酸
分析:[进行猜想]根据题目信息可知,碱石灰的成分是氧化钙和氢氧化钠,氧化钙和水生成氢氧化钙,氢氧化钠和二氧化碳生成碳酸钠.写出方程式;
[实验过程]
(1)浊液分离成固体B和溶液A,过滤的使用范围就是把不溶性固体和液体分离,酚酞遇碱变红.
(2)根据物质的组成可知,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠.
(3)检验物质一般选用生成沉淀或者气体的反应,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠.
[实验结论]根据流程图分析,判断哪些是肯定存在,哪些是可能
[拓展延伸]根据质量差分析并按照化学方程式的步骤书写出完整的过程.
解答:解:[进行猜想]根据题目信息可知,碱石灰的成分是氧化钙和氢氧化钠,氧化钙和水生成氢氧化钙,氢氧化钠和二氧化碳生成碳酸钠.故答案为:CaO+H2O═Ca(OH)2(或2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O等,答案合理即可)
[实验过程]
(1)浊液分离成固体B和溶液C,不溶性固体和液体分离符合过滤的使用范围;根据酸碱指示剂的变色范围可知,碱性物质能使酚酞试液变成红色,而碱的共同特征是都含有 OH-
.故答案为:过滤,OH-
(2)根据物质的组成可知,只有碳酸钠可以和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀.故答案为:碳酸钠,Na2CO3+CaCl2═2NaCl+CaCO3
(3)检验物质一般选用生成沉淀或者气体的反应,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠.故答案为:取溶液C于试管中滴加碳酸钠溶液,有白色沉淀生成.
[实验结论]样品溶于水后,烧杯内壁发热,说明有氧化钙或者是氢氧化钠,氧化钙和水反应放出较多热量,氢氧化钠是溶解放热;过滤得到固体B,说明B是碳酸钙(这个碳酸钙可能是氧化钙与二氧化碳反应的结果,也包含氢氧化钠变质后的碳酸钠与氢氧化钙反应的结果;溶液A中加入氯化钙生成碳酸钙沉淀,说明含有碳酸钠;由于加入了过量的氯化钙溶液,所以在溶液C中无碳酸钠剩余,当酚酞呈现红色时说明有碱性物质存在,由于碳酸钠和氢氧化钙不能共存,所以A中无氢氧化钙溶液,所以C处只能是氢氧化钠存在.氢氧化钠可能是原有的,也可能是样品中含有Ca(OH)2或CaO与样品中的Na2CO3生成的,所以,样品中的NaOH不是一定含有的,则原混合物中一定含有碳酸钠,可能含有氢氧化钠.故答案为:②③.
[拓展延伸]
(1)根据反应前后质量差:200克+200克-395.6克=4.4克就是二氧化碳的质量;
(2)解:设所取样品中含有Na2CO3的质量为x.
Na2CO3+H2SO4═Na2 SO4+H2O+CO2
106                       44
x                        4.4g
106
x
=
44
4.4g
解得:x=
106×4.4g
44
=10.6g
                    
  则烧碱样品中 NaOH%=
50.0g-10.6g
50.0g
×100%=78.8%  
答:烧碱样品中NaOH的质量分数为78.8%.
(3)2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O    Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2
根据元素守恒的角度看,从两个方程式均可得出都是每46g钠元素生成142g硫酸钠,消耗98g硫酸.
故答案为:
[进行猜想]CaO+H2O═Ca(OH)2(或2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O等,答案合理即可)
[实验过程](1)过滤    OH-
(2)碳酸钠    Na2CO3+CaCl2═2NaCl+CaCO3
(3)取溶液C于试管中滴加碳酸钠溶液,有白色沉淀生成,说明CaCl2溶液已过量
[实验结论](1)②③
[拓展延伸]
(1)4.4
(2)解:设所取样品中含有Na2CO3的质量为x.
Na2CO3+H2SO4═Na2 SO4+H2O+CO2
106                       44
x                        4.4g
106
x
=
44
4.4g
解得:x=
106×4.4g
44
=10.6g
                         
则烧碱样品 NaOH%=
50.0g-10.6g
50.0g
×100%=78.8%
        
答:烧碱样品中NaOH的百分含量为78.8%.
(3)氢氧化钠和碳酸钠都是每46g钠元素生成142g硫酸钠,消耗98g硫酸
点评:[实验结论]不好处理,做题时要前后对照,因果要清楚,酚酞变红的因素较多,比如氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钙等.
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