Question

碳酸钠是造纸、纺织、制革和生产肥皂、洗涤剂等工业的重要原料．
（1）碳酸钠属于盐类，但它的俗名叫纯碱的原因是

 

．
（2）化学兴趣小组的同学在学习过化学反应CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca（HCO₃）₂后，提出“Na₂CO₃溶液是否也能与CO₂发生反应”的猜想，在老师的指导下进行实验探究．
【实验目的】：探究Na₂CO₃溶液与CO₂的反应
【查阅资料】：碳酸氢钠与氯化钙溶液反应生成碳酸钙、氯化钠、水和二氧化碳．
请写出该反应的化学方程式

 

【实验装置】：如图
【实验操作步骤与现象】
①装置Ⅰ是实验室制取二氧化碳的发生装置，实验室用盐酸和大理石反应而不用硫酸和大理石反应制取CO₂的原因是

 

②将制取的CO₂通过装置Ⅱ饱和的NaHCO₃溶液的目的是

 

．
③使过量的CO₂通过装置Ⅲ，充分反应后，将其中所得的溶液取出3mL于试管中，然后向试管中加入氯化钙溶液．当试管中

 

现象时，说明Na₂CO₃溶液与CO₂发生了化学反应，其反应的化学方程式

 

【结论】：通过实验探究，Na₂CO₃溶液能用于CO₂反应
（3）实验室用过量的稀盐酸和大理石制取CO₂取50g反应后的滤液，逐滴滴入碳酸钠溶液，测得滴入碳酸钠溶液的质量与产生沉淀质量的关系曲线如图所示．回答下列问题：
①开始加入碳酸钠溶液至10g时，还没有沉淀生成的原因是

 

．
②计算滤液中氯化钙的质量分数．

Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,气体的净化（除杂）,有关溶质质量分数的简单计算,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：（1）欲知它的俗名叫纯碱的原因，须知它的水溶液的性质．
（2）【查阅资料】：根据反应物、生成物和条件书写方程式．
【实验操作步骤与现象】
①H₂SO₄与CaCO₃反应生成CaSO₄，CaSO₄微溶于水，附着在CaCO₃的表面，阻止反应进一步发生；
②用稀盐酸制取的二氧化碳中可能混有部分氯化氢气体，饱和的NaHCO₃溶液与氯化氢气体可反应，除去氯化氢气体，防止进入Ⅲ与碳酸钠溶液反应，影响实验进行；
③由题意可知：氢氧化钙与碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液都能反应生成沉淀，现象相同，无法鉴别，所以选择氯化钙；根据是否生成气体进行区分碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液；并根据题目提供信息书写反应方程式．
（3）①根据稀盐酸过量，故加入碳酸钠后首先与过量的稀盐酸反应，然后再与氯化钙反应进行解答；
②根据沉淀的最大质量可求出原滤液中氯化钙的质量，然后根据溶质的质量分数的计算方法计算质量分数．

解答：解：（1）碳酸钠属于盐类，但它的俗名叫纯碱是因为碳酸钠的水溶液显碱性．
（2）【查阅资料】：碳酸氢钠与氯化钙溶液反应生成碳酸钙、氯化钠、水和二氧化碳，方程式为：2NaHCO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl+H₂O+CO₂↑
【实验操作步骤与现象】
①H₂SO₄与CaCO₃反应生成CaSO₄，CaSO₄微溶于水，附着在CaCO₃的表面，阻止反应进一步发生，所以不用硫酸和大理石反应制取CO₂；
②浓盐酸易挥发，用浓盐酸制取的二氧化碳中混有氯化氢气体，饱和的NaHCO₃溶液与氯化氢气体可反应，除去氯化氢气体，防止进入Ⅲ与碳酸钠溶液反应，影响实验进行；
③由题意可知：氢氧化钙与碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液都能反应生成沉淀，现象相同，无法鉴别，所以选择氯化钙；
碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀，碳酸氢钠与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀、氯化钠、水和二氧化碳，所以可以根据是否生成气体进行区分碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液；
由CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca（HCO₃）₂可知，Na₂CO₃溶液与CO₂发生化学反应的化学方程式是：Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃；
（3）①因稀盐酸过量，故加入碳酸钠后首先与过量的稀盐酸反应，然后再与氯化钙反应；
②解：设原滤液中CaCl₂的质量为x
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl 
        111   100
         x     5g

111

x

=

100

5g

x=5.55g
故原滤液中氯化钙的质量分数为：

5.55g

50g

×100%=11.1%
答：原滤液中氯化钙的质量分数是11.1%．

故答案为：（1）碳酸钠的水溶液显碱性
（2）【查阅资料】：2NaHCO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl+H₂O+CO₂↑
【实验操作步骤与现象】
①H₂SO₄与CaCO₃反应生成CaSO₄，CaSO₄微溶于水，附着在CaCO₃的表面，阻止反应进一步发生
②除去混入的氯化氢气体
③既有气体又有沉淀生成；Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃
（3）①稀盐酸先与碳酸钠反应；②11.1%

点评：本题注重考查了学生分析信息，并结合所学知识分析信息、解决问题的能力，有思维深度．