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
则烧碱样品中 NaOH%=
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
则烧碱样品 NaOH%=
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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