Question

已知：在氫氧化鈉濃溶液中加入氧化鈣，加熱，制成的白色固體就是堿石灰．有兩個實驗小組的同學決定通過實驗探究堿石灰的組成．
（1）第一小組設計方案的流程如下：

①寫出n （OH^-）、n （Ca²⁺）與n （Na⁺）的關系：n（Na⁺）=

n（OH^-）-2n（Ca²⁺）

．
②設n （Na⁺）=x mol、n （Ca²⁺）=y mol，請?zhí)顚懴卤恚?br />

堿石灰的 可能組成	NaOH、CaO	NaOH、CaO、 Ca （OH）2	NaOH、 Ca （OH）2	NaOH、 Ca （OH）2、H2O
n （Na+）、n （Ca2+） 的關系	40x+56y=4	40x+56y＜4.0＜40x+74y	40x+74y=4.0	40x+74y＜4.0

（2）第二小組同學查得如下資料：Ca（OH）₂在250℃時不分解、NaOH在580℃時不分解．
他們設計了如下方案并得出相關數(shù)據(jù)：取市售堿石灰4.0g，在250℃時加熱至恒重，測得固體質(zhì)量減少了0.42g，剩余固體在580℃時繼續(xù)加熱至恒重，固體質(zhì)量又減少了0.75g．請通過計算確定該堿石灰各成分的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析：（1）①依據(jù)溶液中電荷守恒計算得到；
②依據(jù)堿石灰的組成物質(zhì)結(jié)合極值分析判斷得到鈉離子和鈣離子的物質(zhì)的量的關系；
n （Na⁺）=x mol、n （Ca²⁺）=y mol，依據(jù)氫氧化鈉和氧化鈣，氫氧化鈉和氫氧化鈣混合物的質(zhì)量結(jié)合極值分析得到；
（2）Ca（OH）₂在250℃時不分解、NaOH在580℃時不分解，取市售堿石灰4.0g，在250℃時加熱至恒重，測得固體質(zhì)量減少了0.42g，為水；剩余固體在580℃時繼續(xù)加熱至恒重，固體質(zhì)量又減少了0.75g．為減少的氫氧化鈣分解生成的水，計算得到氫氧化鈣的質(zhì)量；剩余固體質(zhì)量為氫氧化鈉質(zhì)量；

解答：解：（1）①氫氧化鈣和氫氧化鈉溶液中存在電荷守恒，濃度關系也是微粒物質(zhì)的量的關系，n（OH^-）=2n（Ca²⁺）+n（Na⁺），所以得到n（Na⁺）=n（OH^-）-2n（Ca²⁺）；
故答案為：n（OH^-）-2n（Ca²⁺）；
②堿石灰是NaOH、CaO，n （Na⁺）、n （Ca²⁺）的關系 40x+56y=4；
堿石灰是NaOH、CaO、Ca （OH）₂，n （Na⁺）、n （Ca²⁺）的關系 40x+56y＜4.0＜40x+74y
堿石灰是NaOH、Ca （OH）₂，n （Na⁺）、n （Ca²⁺）的關系 40x+74y=4.0；
堿石灰是NaOH、CaO、Ca （OH）₂、H₂O，n （Na⁺）、n （Ca²⁺）的關系 40x+74y＜4.0
故答案為：

堿石灰的 可能組成	NaOH、CaO	NaOH、CaO、 Ca （OH）2	NaOH、 Ca （OH）2	NaOH、 Ca （OH）2、H2O
n （Na+）、n （Ca2+） 的關系	40x+56y=4	40x+56y＜4.0＜40x+74y	40x+74y=4.0	40x+74y＜4.0

（2）Ca（OH）₂在250℃時不分解、NaOH在580℃時不分解，取市售堿石灰4.0g，在250℃時加熱至恒重，測得固體質(zhì)量減少了0.42g，說明堿石灰中含有水，質(zhì)量分數(shù)=

0.42g

4.0g

×100%=10.5%；剩余固體在580℃時繼續(xù)加熱至恒重，固體質(zhì)量又減少了0.75g．減少的為氫氧化鈣分解生成的水，氫氧化鈣的質(zhì)量=

0.75g

18g/mol

×74g/mol；堿石灰中氫氧化鈣質(zhì)量分數(shù)=

0.75g 18g/mol ×74g/mol

4g

×100%=77.1%；氫氧化鈉質(zhì)量=4.0g-0.42g-3.083g=0.497g，氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)=

0.497g

4.0g

×100%=12.4%；
答：該堿石灰各成分的質(zhì)量分數(shù)：H₂O%=10.5%； Ca（OH）₂%=77.1%； NaOH%=12.4%；

點評：本題考查了物質(zhì)組成的探究實驗分析判斷和計算，掌握物質(zhì)性質(zhì)和物質(zhì)組成的分析方法是解題關鍵，注意題干條件的分析應用，題目難度中等．