Question

20．实验室有一包在空气中敞口放置了一段时间的碱石灰，兴趣小组对这包碱石灰的成分展开了探究．
【查阅资料】①碱石灰是由CaO和NaOH固体混合而成，通常用于吸收二氧化碳及干燥气体．②熟石灰固体溶解度小，溶于水放出的热量少，可以忽略不计．
【提出猜想】该碱石灰的主要成分可能含有CaO、NaOH、Ca（OH）₂、CaCO₃和Na₂CO₃．
【实验探究】小组的同学设计实验并进行验证，过程如下：
①小明取部分该碱石灰样品于试管中，加少量水后无放热现象，说明这包碱石灰样品中不含CaO、NaOH．继续加足量水，振荡，静置后有白色沉淀，小明认为碱石灰样品中一定含有CaCO₃，小美认为他的结论不准确，原因是Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH．（用化学方程式表示）
②从小明的试管中取少量上层清液于另一试管中，向其中滴加过量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
③把过程②所得物质过滤，向滤液中滴加无色酚酞溶液，溶液变红色．
【解释与结论】根据以上探究：
①你认为该包碱石灰样品一定含有的物质是Na₂CO₃、Ca（OH）₂，可能含有的物质是CaCO₃．
②实验探究过程③所得溶液中除酚酞外还含有的溶质是NaOH、NaCl、BaCl₂．
迁移应用】下列气体①氢气　　②氧气　　③一氧化碳　　④氯化氢　　⑤二氧化硫　　⑥氨气，不能用碱石灰干燥的是C（填字母序号）．
A．①②③B．④⑤⑥C．④⑤D．⑤⑥
（2）计算：向26.4g硫酸钠和碳酸钠的混合物中滴加硫酸溶液，直到不再产生气泡为止，共消耗98g质量分数为10%的硫酸溶液，求原混合物中碳酸钠的质量分数．

Answer 1

分析 【提出猜想】氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙易吸收空气中二氧化碳生成碳酸钙，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水由此解答；
【实验探究】①根据氧化钙和水反应生成氢氧化钙，且放出大量的热，氢氧化钠固体溶解也会放出大量热；氢氧化钙和碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠进行解答；
【解释与结论】①根据碳酸钠溶液能和氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，氢氧化钠溶液呈碱性，能使酚酞试液变红进行解答；
②根据氢氧化钠溶液呈碱性，能使酚酞试液变红以及氯化钡溶液过量进行解答；
【迁移应用】根据能和碱石灰反应的气体不能用碱石灰干燥进行解答；
（2）根据稀硫酸的质量计算出Na₂CO₃的质量，进行分析．

解答 解：【提出猜想】氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙易吸收空气中二氧化碳生成碳酸钙，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，所以该碱石灰的主要成分可能含有CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃、NaOH和Na₂CO₃；故填：Na₂CO₃；
【实验探究】①氧化钙和水反应生成氢氧化钙，且放出大量的热，氢氧化钠固体溶解也会放出大量热，所以加少量水后无放热现象，说明这包碱石灰样品中不含氧化钙和氢氧化钠；氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，所以不一定含有碳酸钙，化学方程式为Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；故填：CaO、NaOH；Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
【解释与结论】①碳酸钠溶液能和氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，所以取少量上层清液于另一试管中，向其中滴加过量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明一定含有碳酸钠；②过滤后所得物质能使酚酞试液变红，说明有氢氧化钠（此时溶液中不可能有氢氧化钙，因为有碳酸钠），又因为原固体混合物中没有NaOH，所以应该是Ca（OH）₂和Na₂CO₃反应生成了NaOH，因此固体混合物中一定有Ca（OH）₂；
故填：Na₂CO₃、Ca（OH）₂；CaCO₃；
②氢氧化钠溶液呈碱性，能使酚酞试液变红以及氯化钡溶液过量，所以③所得溶液中除酚酞外还含有的溶质是氢氧化钠、氯化钠和氯化钡；故填：NaOH、NaCl、BaCl₂；故填：NaOH、NaCl、BaCl₂；
【迁移应用】能和碱石灰反应的气体不能用碱石灰干燥，其中氯化氢和二氧化硫能和氢氧化钠，所以不能用碱石灰干燥；故选C；
（2）由题意，设原混合物中碳酸钠的质量为x，
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O
106     98    142   44
x   98 g×10%       
  
$\frac{106}{98}$=$\frac{x}{98g×10%}$
x=10.6g
原混合物中碳酸钠的质量分数：$\frac{10.6g}{26.4g}$×100%≈40.2%
答案：
原混合物中碳酸钠的质量分数为40.2%．
故答案为：
【提出问题】这包久置的碱石灰样品的成分是什么；
【提出猜想】Na₂CO₃；
【实验探究】①CaO、NaOH；       Ca（OH）₂+Na₂CO₃=2NaOH+CaCO₃↓；
【解释与结论】①Na₂CO₃、Ca（OH）₂；CaCO₃；
②NaCl、NaOH、BaCl₂；
【迁移应用】C；由题意，设原混合物中碳酸钠的质量为x，
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O
106     98    142   44
x   98 g×10%       
  
$\frac{106}{98}$=$\frac{x}{98g×10%}$
x=10.6g
原混合物中碳酸钠的质量分数：$\frac{10.6g}{26.4g}$×100%≈40.2%．

点评 本题是以生活中常见的食品干燥剂为情境角度出发，判断干燥剂是否变质的实验探究的综合性推断题，考查了CO₂、NaOH、Ca（OH ）₂、CaCO₃ 之间如何相互转化，特别是考查学生在实验探究中推断分析能力和平时对含碳的化合物的化学性质的积累，通过该实验探究结果引发学生在化学实验室中氢氧化钙如何正确保存，做到学以致用