Question

6．氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂，某探究小组的同学通过查阅是知氢化钙（CaH₂）遇水反应生成氢氧化钙和氢气．
探究小组的同学把一定量的CaH₂加入NaCO₃溶液中，充分反应后过滤，得到了滤渣和滤液，经检验滤渣的万分是碳酸钙．
提出问题，溶液溶质成分是什么？
猜想与假设：
猜想1：NaOH
猜想2：NaOH    Ca（OH）₂
猜想3：NaOH  Na₂CO₃
猜想4：NaOH  Na₂CO₃   Ca（OH）₂
经过讨论大家一致认为猜想不合理，请用化学方程式说明原因Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH
实验验证：

实验	现象	结论
实验一：取滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液	无明显现象	猜想2不成立
实验二：另取滤液向其中加入稀盐酸	先无变化后产生气泡	猜想3成立．

反思与拓展：
（1）若向NH₄Cl的溶液中加一定量的CaH₂充分反应，产生的气体是氢气、氨气
（2）登山运动员常用作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是携带安全
（3）取某碳酸钠样品放入烧杯中，加入95.5g水充分溶解，再向其中加入稀硫酸，反应放出气体的总质量与所加入稀硫酸的质量关系如图，请回答：
①当加入196g稀硫酸时，放出气体的质量为4.4g
②计算加入的稀硫酸溶液的浓度10%
③试计算求出加入96g稀硫酸（即烧杯中的溶液的浓度）

Answer 1

分析 由题目的信息可知：猜想四是不合理的，因为碳酸钠与氢氧化钙不能共存，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠，配平即可；在实验一中，取滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液，无明显现象，说明没有氢氧化钙，即猜想二不成立；实验二：另取滤液，向其中加入足量稀盐酸，观察到先无变化后产生气泡的现象时，说明滤液中含有氢氧化钠和碳酸钠，即猜想三成立；若向NH₄Cl的溶液中加一定量CaH₂，充分反应，产生的气体是氢气、氨气，因为氢化钙（CaH₂）与水反应生成氢氧化钙和氢气，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙和水和氨气；登山运动员常用CaH₂作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是携带安全．
由图可知：当加入98g稀硫酸时，碳酸钠恰好完全反应；则再加稀硫酸时，产生气体的质量是不变的；根据图示数据，找出与纵坐标98对应的横坐标的数值即为放出气体的质量；
利用碳酸钠与硫酸反应的化学方程式和生成二氧化碳的质量，列出比例式，就可计算出完全反应时参与反应的H₂SO₄质量；然后根据溶质质量分数公式即可求出所加入的稀硫酸的溶质质量分数；
完全反应后（即A点），溶液中的溶质为Na₂SO₄．利用碳酸钠与硫酸反应的化学方程式可计算出反应生成Na₂SO₄的质量和Na₂CO₃样品质量；进而计算出溶液质量=Na₂CO₃样品质量+水的质量+稀硫酸质量-生成二氧化碳的质量；然后根据溶质质量分数公式计算即可

解答 解：【猜想与假设】猜想四是不合理的，因为碳酸钠与氢氧化钙不能共存，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠，配平即可；
故答案为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
【实验验证】在实验一中，取滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液，无明显现象，说明没有氢氧化钙，即猜想二不成立；实验二：另取滤液，向其中加入足量稀盐酸，观察到先无变化后产生气泡的现象时，说明滤液中含有氢氧化钠和碳酸钠，即猜想三成立；故答案为：二；先无变化后产生气泡；
【反思与拓展】（1）若向NH₄Cl的溶液中加一定量CaH₂，充分反应，产生的气体是氢气、氨气，因为氢化钙（CaH₂）与水反应生成氢氧化钙和氢气，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙和水和氨气；
（2）登山运动员常用CaH₂作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是携带安全；故答案为：（1）氢气、氨气；（2）携带安全．
（3）①根据图示数据可知，纵坐标加入稀硫酸98g时，反应已完全，对应的横坐标放出气体的质量为4.4g；
再加入稀硫酸时，产生气体的质量是不变的；
故当加入196g稀硫酸时，放出气体的质量为4.4g；
故答案为：4.4．
②设完全反应时参与反应的H₂SO₄质量为z，
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
        98             44
        z              4.4g
$\frac{98}{44}=\frac{z}{4.4g}$
解得：z=9.8g；
则所加入的稀硫酸的溶质质量分数为$\frac{9.8g}{98g}×100%$═10%；
故答案为：10%．
③设参加反应的碳酸钠的质量为x，反应生成Na₂SO₄的质量为y；
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106          142       44
x             y        4.4g
$\frac{106}{x}=\frac{142}{y}=\frac{44}{4.4g}$
解得：x=10.6g，y=14.2g；
则加入98g稀硫酸（即A点）时烧杯中溶液质量为：10.6g+95.8g+98g-4.4g=200g；
则加入98g稀硫酸（即A点）时烧杯中溶液溶质的质量分数为：$\frac{14.2g}{200g}×100%$=7.1%．
答：加入98g稀硫酸（即A点）时烧杯中溶液溶质的质量分数为7.1%．

点评 本考点既考查了实验步骤的设计，又考查了化学方程式的书写，还对实验进行了评价，综合性比较强．实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究．同学们要具体分析，综合掌握．