题目内容
【题目】氢化钙(CaH2)是种白色细颗粒状固体,能与水发生剧烈反应,其反应的化学方程式为:CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑,常用作登山运动员的能源提供剂。某化学实验小组为了探究氢化钙的性质,将一定量的CaH2加入到碳酸钠溶液中,立即产生大量气泡,且溶液变浑浊。充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,滤渣的主要成分是____(填写化学式)。
为进步确定滤液中所含溶质的成分,他们进行了以下实验探究。
(提出猜想)猜想一:NaOH 猜想二:NaOH和Na2CO3
猜想三:____________ 猜想四:NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2
经过分析,大家一致认为上述猜想____不需要验证,肯定是错误的,原因是(用化学方程式表示):_____。
(实验探究)
方案一:取一定量的滤液于试管中,往其中滴加少量稀盐酸,无明显实验现象。
方案二:取一定量的滤液于另一试管中,往其中滴加氯化钡溶液,观察到有白色沉淀产生。
(讨论交流)根据实验现象,得出猜想____是正确的。请解释方案一中无明显现象的原因是____。
(拓展探究)上述小组同学将5g氢化钙样品(所含杂质不参与反应也不溶于水)加入到50g Na2CO3溶液中,充分恰好完全反应。实验测得反应过程中产生气体的质量为0.4g。计算:
(1)样品中CaH2的质量分数为_____。
(2)原Na2CO3溶液中溶质的质量为____。
(3)反应后溶液中溶质的质量分数为_____。(计算结果保留一位小数)
【答案】CaCO3 NaOH、Ca(OH)2 四 Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓ 二 稀盐酸的量很少,先全部与氢氧化钠反应了 84% 10.6g 18.3%
【解析】
氢化钙和水反应生成氢氧化钙和氢气,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,根据化学方程式及其提供的数据可以进行计算。
滤渣的主要成分是氢氧化钙和碳酸钠反应生成的碳酸钙。滤渣的主要成分是CaCO3;
猜想一:氢氧化钙和碳酸钠恰好完全反应时是NaOH;
猜想二:碳酸钠过量时是NaOH和Na2CO3;
猜想三:氢氧化钙过量时是NaOH、Ca(OH)2;
猜想四:NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2
经过分析,大家一致认为上述猜想四不需要验证,肯定是错误的,原因是碳酸钠能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式:Na2CO3+Ca(OH)2═2NaOH+CaCO3↓。
根据实验现象,得出猜想二是正确的,方案一中无明显现象的原因是稀盐酸的量很少,先全部与氢氧化钠反应了。
a(1)设氢化钙质量为x,生成氢氧化钙质量为y,
CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑,
42 74 4
x y 0.4g
42:x=74:y=4:0.4g,
x=4.2g,y=7.4g,
样品中CaH2的质量分数为:4.2g/5g×100%=84%;
(2)设碳酸钠质量为m,反应生成氢氧化钠质量为n,生成碳酸钙质量为p,
Na2CO3+Ca(OH)2═2NaOH+CaCO3↓,
106 74 80 100
m 7.4g n p
106:m=74:7.4g=80:n=100:z,
m=10.6g,n=8g,p=10g,
原碳酸钠溶液中溶质的质量为10.6g;
(3)反应后溶液中溶质的质量分数为:8g÷(4.2g+50g-0.4g-10g)×100%=18.3%。