Question

17．为了探究碳酸钠和石灰水是否恰好完全反应，某化学兴趣小组将其产物进行过滤，并对滤液进行如下探究．
[提出问题】所得滤液的溶质是什么？
[作出猜想]猜想Ⅰ：溶质是NaOH、Ca（OH）₂
猜想Ⅱ：溶质是NaOH、Na₂CO₃
猜想Ⅲ：溶质是NaOH．你做出猜想Ⅲ的理由是二者恰好完全反应．
【实验过程】

实验操作	实验现象	试验结论
①取少量滤液于试管中，滴加过量稀盐酸	无气泡产生	猜想Ⅱ不成立
②取少量滤液于试管中，滴加Na2CO3溶液	有沉淀生成	猜想成立．反应的化学方程式是Na2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2NaOH

[拓展反思]操作②中通入气体物质CO₂（写化学式）也可得到相同的结论．
[定量研究]称取20g烧碱固体样品（样品中的杂质四碳酸钠），配成溶液，然后向溶液中加入稀盐酸，产生二氧化碳的量如图所示．试计算样品中氢氧化钠的质量分数（写出计算过程）．

Answer 1

分析 [作出猜想]对反应后溶液中的物质进行假设，从两个方面来思考，一是恰好完全反应，二是有一种反应物过量，不可能两种反应物都过量；
【实验过程】根据碳酸根离子的检验方法来分析；根据检验氢氧化钙是否存在的方法来分析实验过程；
[拓展反思]可以用二氧化碳气体来检验氢氧化钙的存在；
[定量研究]含碳酸钠杂质的氢氧化钠样品中加入稀盐酸，首先发生的是酸碱中和反应，其次才发生碳酸钠和盐酸的反应；根据生成的二氧化碳的质量计算出碳酸钠的质量，并进一步得出其中氢氧化钠的含量．

解答 解：[作出猜想]当二者恰好完全反应时，溶液中的溶质只有氢氧化钠；故填：NaOH；二者恰好完全反应；
【实验过程】①加入稀盐酸后，没有气泡产生，说明反应后的溶液中没有碳酸钠的存在；故猜想Ⅱ不成立；
②检验是否是氢氧化钙过量，可以加入碳酸钠溶液，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有氢氧化钙，因为氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；
故填：Na₂CO₃；有沉淀生成；Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；
[拓展反思]因为二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，所以还可以通入二氧化碳气体来检验；故填：CO₂；
【定量研究】解：设含碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
 x                   4.4g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{4.4g}$
x=10.6g
则其中氢氧化钠的质量分数为：$\frac{20g-10.6g}{20g}×100%$=47%
答：样品中氢氧化钠的质量分数为47%．

点评 此题是有关反应后溶液中成分的探究题，其中又有根据方程式的计算题，步骤较多，做题过程比较繁琐，属于较难题型．