Question

【题目】（10分）工业上用碳酸钠溶液与石灰水反应制烧碱。对于碳酸钠溶液与石灰水是否恰好完全反应，某化学兴趣小组的同学将其产物进行过滤，并对滤液进行如下探究。

【提出问题】滤液中含有哪些溶质？

【猜想与假设】假设一：滤液中只含氢氧化钠

假设二：滤液中含氢氧化钠和碳酸钠

假设三：滤液中含

假设四：滤液中含氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠

【进行实验】甲同学设计了如下实验方案：

实验步骤	实验现象	结论
取少量滤液放在试管中，再滴入氯化钙溶液	若生成白色沉淀	碳酸钠过量
	若无明显现象	恰好反应

【反思与评价】

（1）碳酸钠溶液与石灰水反应的基本类型为 。

（2）乙同学认为假设四不合理，理由是 。

（3）丙同学认为甲同学设计方案还不能说明碳酸钠溶液和澄清石灰水恰好完全反应，她的理由是 。

（4）丁同学认为要说明碳酸钠溶液与石灰水是否恰好完全反应，还需在甲同学实验方案的基础上进行实验。她的实验方案是：

实验步骤	实验现象和结论

【定量研究】

（5）戊同学称取100g烧碱固体样品（样品中的杂质是碳酸钠），加水溶解得到溶液A，取A溶液的1/5向其中加入CaCl2溶液。反应时CaCl2溶液与沉淀的质量关系如图所示。

①样品中氢氧化钠的质量为 g；

②计算所加CaCl2溶液中溶质的质量分数。（写出计算过程）

Answer 1

【答案】【猜想与假设】假设三： 氢氧化钠和氢氧化钙

【反思与评价】（1）复分解反应 （2）因为氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液不能共存

（3）若氢氧化钙过量，滴加氯化钙溶液也无明显现象

（4）

实 验 步 骤	实 验 现 象 和 结 论
取少量甲同学实验用的原滤液放在试管中，在通入足量的二氧化碳(或滴入Na2CO3溶液)，观察	溶液无变化，则不含氢氧化钙
	溶液变浑浊，则含氢氧化钙

【定量研究】（5）①73.5 ② 11.1%

【解析】

试题分析：【猜想与假设】对反应后溶液中所含溶质的判断：生成物一定含有，反应物可能含有，故假设三： 氢氧化钙可能过量，可猜想为：氢氧化钠和氢氧化钙

【反思与评价】（1）碳酸钠溶液与石灰水反应的方程式为：Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH，属于复分解反应

（2）乙同学认为假设四不合理，理由是：因为氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液不能共存

（3）丙同学认为甲同学设计方案还不能说明碳酸钠溶液和澄清石灰水恰好完全反应，她的理由若氢氧化钙过量，滴加氯化钙溶液也无明显现象，所以说还可能是氢氧化钙过量

（4）所以说要证明碳酸钠溶液与石灰水是否恰好完全反应，还必须证明溶液中是否还含有氢氧化钙，应抓住氢氧化钙的化学性质

实 验 步 骤	实 验 现 象 和 结 论
取少量甲同学实验用的原滤液放在试管中，在通入足量的二氧化碳(或滴入Na2CO3溶液)，观察	溶液无变化，则不含氢氧化钙
	溶液变浑浊，则含氢氧化钙

【定量研究】（5）加入CaCl2溶液发生反应的化学方程式：CaCl2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaCl，根据方程式中Na2CO3与CaCO3的质量关系，可先算出Na2CO3的质量，再来计算样品中氢氧化钠的质量，同时根据CaCl2与CaCO3的质量关系，计算出CaCl2溶液中溶质CaCl2的质量，进而可计算出所加CaCl2溶液中溶质的质量分数，根据图像，可知CaCO3的质量为5g

解：设Na2CO3的质量为x，CaCl2的质量为y

CaCl2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaCl

111 106 100

y x 5g

①106：100=x：5g x=5.3g

由于所取的溶液为A溶液的1/5，故碳酸钠的质量=5.3g×5=26.5g

样品中氢氧化钠的质量=100g-26.5g=73.5g

②111：100=y：5g y=5.55g

所加CaCl2溶液中溶质的质量分数=5.55g/50g×100%=11.1%