Question

3．化学反应过程中常常伴随着一些现象，同学们发现将CO₂通入NaOH溶液时没有明显的现象发生，为此，他们进行了如下探究：

（1）小明把一支收集满CO₂的试管倒立在盛有饱和NaOH溶液的烧杯中（如图甲所示），观察到试管内液面上升，原因是2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O（用化学方程式表示），讨论分析后，同学们认为导致试管内液面上升还有另一种原因，请简要说明：二氧化碳被水溶解或者反应．
（2）为了进一步实验CO₂与NaOH溶液确实发生了反应，小红设计了如下方案：分别取上述实验后的溶液于A、B两支试管中（如图乙所示），向试管A中滴加足量的稀盐酸，观察到的现象是有气泡产生，反应的化学方程式为Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．向试管B中滴加氯化钡溶液，观察到的现象是变浑浊或者有白色沉淀产生，反应的化学方程式为Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl．虽然实验的现象不同，但都能证明CO₂与NaOH溶液确实发生了化学反应．
（3）实验过程中需要吸收CO₂时，大多会选择NaOH溶液，但是，检验CO₂时常常选择新配制的澄清石灰水，请简要解释原因氢氧化钠的溶解度远远大于氢氧化钙，所以吸收二氧化碳用氢氧化钠，而氢氧化钠和二氧化碳无明显现象，氢氧化钙和二氧化碳有明显的浑浊，所以吸收二氧化碳用氢氧化钠检验二氧化碳用氢氧化钙．
（4）某化学兴趣小组在实验室用碳酸钠溶液和熟石灰制取少量氢氧化钠溶液，他们的实验过程和相关数据如图2所示，请计算：

①实验室生成沉淀的质量是10g．
②所得氢氧化钠溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析 （1）氢氧化钠和水都能够和二氧化碳反应，且二氧化碳也可以溶解于水，结合对出的实验现象无法准确说明液面的变化是氢氧化钠所致还是水的影响；
（2）采取的实验思路是检验对应的生成物，也就是确定是否会生成碳酸盐，用盐酸检验碳酸盐借助的是气泡生成，借助可溶性钡盐是利用的碳酸钡难溶，对应的实验现象是变浑浊或者是生成白色沉淀；
（3）物质的用途与性质密切相关，氢氧化钠溶解度大，但是和二氧化碳反应物明显现象．氢氧化钙溶解度小，但是遇到二氧化碳变浑浊；
（4）根据质量守恒定律可知，过程中质量的减少是因为生成了碳酸钙，所以可以 求算碳酸钙的质量，根据碳酸钙和对应的化学方程式求算氢氧化钠的质量，进而求算对应的质量分数．

解答 解：
（1）氢氧化钠溶液中既有氢氧化钠也有水，而这两者都能和二氧化碳反应，都会引起液面上升，两者反应的化学方程式为 2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O和H₂O+CO₂=H₂CO₃；同时二氧化碳还能溶解于水．
（2）小红设计了如下方案：分别取上述实验后的溶液于A、B两支试管中（如图乙所示），向试管A中滴加足量的稀盐酸，由于碳酸钠和盐酸反应生成二氧化碳和水以及氯化钠，对应的现象是 有气泡产生，对应的化学方程式为 Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．向试管B中滴加氯化钡溶液，是碳酸钠和氯化钡反应生成难溶性碳酸钡和氯化钠，对应的现象是 变浑浊或者有白色沉淀产生，对应的化学方程式为 Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl．
（3）氢氧化钠的溶解度远远大于氢氧化钙，所以吸收二氧化碳用氢氧化钠，而氢氧化钠和二氧化碳无明显现象，氢氧化钙和二氧化碳有明显的浑浊，所以吸收二氧化碳用氢氧化钠检验二氧化碳用氢氧化钙．吸收可以不需要现象，而检验需要明显的实验现象．
（4）根据质量守恒定律可得，生成的碳酸钙的质量为195.6g-185.6g=10g
设生成的氢氧化钠的质量为x
Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH
                                      100    80
                                        10g   x
$\frac{100}{80}$=$\frac{10g}{x}$
x=8g
则所得溶液中氢氧化钠的质量分数为$\frac{8g}{185.6g-105.6g}$×100%=10%
故答案为：
（1）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；二氧化碳被水溶解或者反应．
（2）有气泡产生；Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑； 变浑浊或者有白色沉淀产生； Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl．
（3）氢氧化钠的溶解度远远大于氢氧化钙，所以吸收二氧化碳用氢氧化钠，而氢氧化钠和二氧化碳无明显现象，氢氧化钙和二氧化碳有明显的浑浊，所以吸收二氧化碳用氢氧化钠检验二氧化碳用氢氧化钙．
（4）10；10%

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．