Question

（2013?豐臺區(qū)一模）某學(xué)習(xí)小組對在實驗中吸收過二氧化碳?xì)怏w的堿石灰成分進行了研究．
【查閱資料】
①堿石灰是CaO與NaOH 的固體混合物，通常用于吸收二氧化碳及干燥氣體．
②堿性的Na₂CO₃溶液可以與中性的CaCl₂溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)．
【提出猜想】
該堿石灰的主要成分可能含有

CaO

、Ca（OH）₂、CaCO₃、NaOH和

Na₂CO₃

．
【設(shè)計方案、收集證據(jù)】
（1）甲同學(xué)在燒杯中放入少量的堿石灰樣品，加入足量蒸餾水充分?jǐn)嚢�，靜置有白色沉淀，甲同學(xué)認(rèn)為樣品中一定含有CaCO₃，乙同學(xué)認(rèn)為他的結(jié)論不準(zhǔn)確，原因是：

Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH

（填化學(xué)方程式）．
（2）乙同學(xué)進一步設(shè)計實驗并進行驗證，過程如下：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①從甲同學(xué)的燒杯中取少量上層清液于試管中，向其中滴加足量 CaCl2 溶液．	有白色沉淀生成	生成白色沉淀的化學(xué)方程式為： Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl ．
②過濾，向濾液中滴加無色酚酞試液．	無明顯現(xiàn)象	通過實驗及分析，樣品中不含有： Ca（OH）2、NaOH和CaO ．

【解釋與評價】
（1）乙同學(xué)進一步設(shè)計了下列實驗裝置，通過稱量B裝置的質(zhì)量變化來確定樣品的成分及質(zhì)量（氣密性良好，每步均完全反應(yīng)，操作無誤）．

多次實驗發(fā)現(xiàn)測定結(jié)果有時偏大有時偏小偏差，試分析其主要原因：

錐形瓶中殘留的CO₂未被吸收會導(dǎo)致結(jié)果偏小，而揮發(fā)出來的氯化氫及空氣中二氧化碳和水蒸氣被吸收則會導(dǎo)致結(jié)果偏大；每次實驗兩種因素綜合作用，殘留的CO₂質(zhì)量大于揮發(fā)出來的氯化氫及空氣中二氧化碳水蒸氣質(zhì)量導(dǎo)致結(jié)果偏小，反之則導(dǎo)致偏大

．
（2）在老師的指導(dǎo)下乙同學(xué)完善了實驗裝置，并重新進行了實驗，步驟如下：
①檢查裝置氣密性，將5.06g干燥的樣品放入錐形瓶中；
②打開活塞b，從導(dǎo)管a處緩緩鼓入一定量的空氣，關(guān)閉活塞b；
③稱量盛有氫氧化鈉濃溶液的D瓶質(zhì)量；
④向錐形瓶中逐滴加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣泡；
⑤打開活塞b，從導(dǎo)管a處緩緩鼓入一定量的空氣；
⑥稱量D瓶質(zhì)量，增重2.2g．
通過分析及計算可知：5.06g樣品中各成分及質(zhì)量

CaCO₃：4克Na₂CO₃：1.06g．

．

Answer 1

分析：【提出猜想】根據(jù)氧化鈣、氫氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)分析產(chǎn)物
【設(shè)計方案、收集證據(jù)】
（1）根據(jù)碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)能產(chǎn)生沉淀分析
（2）根據(jù)碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)分析，根據(jù)堿性溶液能使酚酞試液變紅分析
【解釋與評價】（1）根據(jù)裝置特點、藥品及步驟分析誤差出現(xiàn)原因
（2）根據(jù)樣品總質(zhì)量、生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)化學(xué)方程式可以求出

解答：解：【提出猜想】該堿石灰中氧化鈣能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水，氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，吸收二氧化碳后的主要成分可能含有含有 CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃、NaOH和 Na₂CO₃
【設(shè)計方案、收集證據(jù)】
（1）甲同學(xué)在燒杯中放入少量的堿石灰樣品，加入足量蒸餾水充分?jǐn)嚢瑁�靜置有白色沉淀，甲同學(xué)認(rèn)為樣品中一定含有CaCO₃，此說法不準(zhǔn)確，因為堿石灰樣品中可能含有碳酸鈉和氫氧化鈣，碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)會生成碳酸鈣沉淀，
化學(xué)方程式為  Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
（2）乙同學(xué)要想證明是否含有碳酸鈉，因碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)會生成碳酸鈣白色沉淀，因此可從甲同學(xué)的燒杯中取少量上層清液于試管中，向其中滴加足量 CaCl₂溶液．有白色沉淀生成，說明含有碳酸鈉，化學(xué)方程式為Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl，然后過濾，向濾液中滴加無色酚酞試液，無明顯現(xiàn)象，說明樣品中一定不含有堿性物質(zhì)，因此一定不含Ca（OH）₂、NaOH和 CaO；
【解釋與評價】（1）乙同學(xué)設(shè)計實驗裝置，樣品中加入鹽酸，通過稱量B裝置氫氧化鈉溶液的質(zhì)量變化來確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，從而確定樣品的成分及質(zhì)量，因錐形瓶中殘留的CO₂未被吸收會導(dǎo)致結(jié)果偏小，而揮發(fā)出來的氯化氫及空氣中二氧化碳和水蒸氣被吸收則會導(dǎo)致結(jié)果偏大；每次實驗兩種因素綜合作用，殘留的CO₂質(zhì)量大于揮發(fā)出來的氯化氫及空氣中二氧化碳水蒸氣質(zhì)量導(dǎo)致結(jié)果偏小，反之則導(dǎo)致偏大
（2）設(shè)樣品中碳酸鈉質(zhì)量為x，碳酸鈣質(zhì)量為5.06g-x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                           44
x                            

44x

106

CaCO₃+H₂SO₄═CaSO₄+H₂O+CO₂↑
100                         44
5.06g-x                   

44×(5.06g-x)

100

44x

106

+

44×(5.06g-x)

100

=2.2g
x=1.06g
碳酸鈣質(zhì)量為5.06g-1.06g=4g
故答案為：【提出猜想】
CaO     Na₂CO₃
【設(shè)計方案、收集證據(jù)】
（1）Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH
（2）

CaCl2．		Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl， Ca（OH）2、NaOH和 CaO．

【解釋與評價】
（1）錐形瓶中殘留的CO₂未被吸收會導(dǎo)致結(jié)果偏小，而揮發(fā)出來的鹽酸及空氣中二氧化碳和水蒸氣被吸收則會導(dǎo)致結(jié)果偏大；每次實驗兩種因素綜合作用，殘留的CO₂質(zhì)量大于揮發(fā)出來的鹽酸及空氣中二氧化碳水蒸氣質(zhì)量導(dǎo)致結(jié)果偏小，反之則導(dǎo)致偏大
（2）CaCO₃：4克  Na₂CO₃：1.06g．

點評：本題考查堿石灰干燥劑變質(zhì)后的產(chǎn)物，綜合考查了氧化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)，綜合性較強