Question

7．4月份刚开学老师配制了一瓶澄清的石灰水，到了夏天石灰水变浑浊了，瓶壁和瓶底出现了少量白色固体，同学们就此白色固体的成分探究如下：
（1）猜想：①可能含有碳酸钙，生成碳酸钙的化学方程式为：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
②可能含有的另一种物质是Ca（OH）₂，出现该物质的原因可能是：夏天温度升高，Ca（OH）₂的溶解度减小，有固体析出．（答一条）
（2）同学们通过实验证明了上述两种物质都存在，请你将下列有关实验报告填写完整．

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量白色固体于试管中，加水振荡后，再滴加几滴酚酞试液．	①	上述猜想中的两种物质都存在．
②	③

（3）用化学方法除去瓶壁上的白色固体，请写出相关的化学方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，Ca（0H）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O．
（4）把一定质量的二氧化碳通入氢氧化钠溶液中，使二者恰好完全反应．测得反应后溶液的质量为22.2g，若把溶液蒸干可得到5.3g纯净的无水碳酸钠．求氢氧化钠溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析 根据澄清石灰水即为Ca（OH）2的澄清溶液，由于氢氧化钙易于空气中的二氧化碳反应生成沉淀，所以澄清石灰水常时间放置时与会空气中的二氧化碳反应生成白色沉淀碳酸钙和水．此为，氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低；由于天气的炎热很可能有氢氧化钙固体析出．那么猜想1和2是否正确，可以通过实验来验证，加水后碳酸钙不溶于水，氢氧化钙溶于水．且能使酚酞变红进行分析；
根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水进行分析；
根据氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，依据题中所给的数据进行解答．

解答 解：（1）生成碳酸钙实质上是石灰水和空气中的二氧化碳发生反应，化学方程式为：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）由于夏天温度较高，原本澄清的石灰水中的溶质氢氧化钙由于随温度的升高溶解度降低，有可能有白色的固体氢氧化钙析出；
（3）根据结论两种物质都存在，那么在此固体中加入水后，会观察到：有一部分固体溶解，且使无色的酚酞变红；

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量白色固体于试管中，加水振荡后，	一部分固体不溶于水	上述猜想中的两种物质都存在．
再滴加几滴酚酞试液	另一部分固体慢慢溶解消失，溶液变红

（4）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水，化学方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，Ca（0H）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O；
（5）设参加反应的二氧化碳质量为x，参加反应的氢氧化钠质量为y，
CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
44    80    106
 x     y     5.3g
  $\frac{44}{x}$=$\frac{80}{y}$=$\frac{106}{5.3g}$
   x=2.2g
   y=4g
所以氢氧化钠溶液的溶质质量分数为：$\frac{4g}{22.2g-2.2g}$×100%=20%．
故答案为：
（1）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）Ca（OH）₂； 夏天温度升高，Ca（OH）₂的溶解度减小，有固体析出；
（3）一部分固体不溶于水，另一部分固体慢慢溶解消失，溶液变红；
（4）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，Ca（0H）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O；
（5）氢氧化钠溶液的溶质质量分数为20%．

点评 本题通过探究化学实验室中用来检验二氧化碳的澄清石灰水是否变质为目的，考查了学生的实验探究能力，解决分析问题的逻辑能力．