Question

17．為了探究碳酸鈉和石灰水是否恰好完全反應(yīng)，某化學(xué)興趣小組將其產(chǎn)物進行過濾，并對濾液進行如下探究．
[提出問題】所得濾液的溶質(zhì)是什么？
[作出猜想]猜想Ⅰ：溶質(zhì)是NaOH、Ca（OH）₂
猜想Ⅱ：溶質(zhì)是NaOH、Na₂CO₃
猜想Ⅲ：溶質(zhì)是NaOH．你做出猜想Ⅲ的理由是二者恰好完全反應(yīng)．
【實驗過程】

實驗操作	實驗現(xiàn)象	試驗結(jié)論
①取少量濾液于試管中，滴加過量稀鹽酸	無氣泡產(chǎn)生	猜想Ⅱ不成立
②取少量濾液于試管中，滴加Na2CO3溶液	有沉淀生成	猜想成立．反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2NaOH

[拓展反思]操作②中通入氣體物質(zhì)CO₂（寫化學(xué)式）也可得到相同的結(jié)論．
[定量研究]稱取20g燒堿固體樣品（樣品中的雜質(zhì)四碳酸鈉），配成溶液，然后向溶液中加入稀鹽酸，產(chǎn)生二氧化碳的量如圖所示．試計算樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計算過程）．

Answer 1

分析 [作出猜想]對反應(yīng)后溶液中的物質(zhì)進行假設(shè)，從兩個方面來思考，一是恰好完全反應(yīng)，二是有一種反應(yīng)物過量，不可能兩種反應(yīng)物都過量；
【實驗過程】根據(jù)碳酸根離子的檢驗方法來分析；根據(jù)檢驗氫氧化鈣是否存在的方法來分析實驗過程；
[拓展反思]可以用二氧化碳?xì)怏w來檢驗氫氧化鈣的存在；
[定量研究]含碳酸鈉雜質(zhì)的氫氧化鈉樣品中加入稀鹽酸，首先發(fā)生的是酸堿中和反應(yīng)，其次才發(fā)生碳酸鈉和鹽酸的反應(yīng)；根據(jù)生成的二氧化碳的質(zhì)量計算出碳酸鈉的質(zhì)量，并進一步得出其中氫氧化鈉的含量．

解答 解：[作出猜想]當(dāng)二者恰好完全反應(yīng)時，溶液中的溶質(zhì)只有氫氧化鈉；故填：NaOH；二者恰好完全反應(yīng)；
【實驗過程】①加入稀鹽酸后，沒有氣泡產(chǎn)生，說明反應(yīng)后的溶液中沒有碳酸鈉的存在；故猜想Ⅱ不成立；
②檢驗是否是氫氧化鈣過量，可以加入碳酸鈉溶液，若有白色沉淀生成，則證明溶液中含有氫氧化鈣，因為氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉；
故填：Na₂CO₃；有沉淀生成；Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；
[拓展反思]因為二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，所以還可以通入二氧化碳?xì)怏w來檢驗；故填：CO₂；
【定量研究】解：設(shè)含碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
 x                   4.4g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{4.4g}$
x=10.6g
則其中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{20g-10.6g}{20g}×100%$=47%
答：樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為47%．

點評 此題是有關(guān)反應(yīng)后溶液中成分的探究題，其中又有根據(jù)方程式的計算題，步驟較多，做題過程比較繁瑣，屬于較難題型．