Question

學(xué)習(xí)碳酸鈉知識時，老師做碳酸鈉溶液和澄清石灰水反應(yīng)演示實驗，并對渾濁液過濾，得到澄清濾液．課堂上老師的提問和同學(xué)們的回答如圖所示：
（1）假設(shè)你是丁同學(xué)，請你也提出一個與甲、乙、丙同學(xué)不同的合理猜想，把猜想寫在上圖丁同學(xué)的對話框中．并對你自己的猜想設(shè)計一個簡單的實驗加以證明．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	反應(yīng)的化學(xué)方程式
取樣于試管中， 滴加碳酸鈉溶液或通入二氧化碳?xì)怏w	溶液變渾濁	Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH或CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O

（2）你認(rèn)為甲、乙、丙同學(xué)的猜想都合理嗎？如有不合理的請說明理由．

乙不合理

、

因為Na₂CO₃和Ca（OH）₂會發(fā)生反應(yīng)（兩者不能共存）

（3）甲同學(xué)針對自己的猜想進(jìn)行了如下實驗：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取樣于試管中，滴入幾滴稀鹽酸	沒有氣體產(chǎn)生	甲的猜想不成立

你認(rèn)為甲同學(xué)的實驗設(shè)計是否正確？請說明理由．

不正確，因為可能稀鹽酸量太少，未將NaOH完全消耗，不可能有CO₂氣體放出

若丙同學(xué)也取該樣于試管中，滴入幾滴澄清石灰水，試管中溶液變渾濁，能否以此現(xiàn)象判斷甲同學(xué)的猜想成立

能

．（填“能”或“不能”）
（4）若丙同學(xué)的猜想成立，實驗時老師取了100克1.06%的碳酸鈉溶液和101克的澄清石灰水反應(yīng)，求過濾后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（要寫出具體的計算步驟）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)碳酸鈉和氫氧化鈣可發(fā)生反應(yīng)，剩余物中兩種反應(yīng)物不會同時剩余進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)碳酸鈉和氫氧化鈣可發(fā)生反應(yīng)，剩余物中兩種不能共存的反應(yīng)物不會同時剩余進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)碳酸鹽的檢驗是采用加酸觀察是否有氣體產(chǎn)生的方法進(jìn)行分析；碳酸鈉會與氫氧化鈉反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鈣；
（4）根據(jù)碳酸鈉與氫氧化鈣的反應(yīng)方程式找到碳酸鈉與碳酸鈣、氫氧化鈉的比例關(guān)系，并求得碳酸鈣、氫氧化鈉的質(zhì)量；然后根據(jù)溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算方法進(jìn)行計算．

解答：解：（1）碳酸鈉和澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，方程式是：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
甲同學(xué)的猜想：反應(yīng)后濾液中一定會有氫氧化鈉存在．若碳酸鈉過量，則濾液中含有NaOH和Na₂CO₃；
乙同學(xué)的猜想：反應(yīng)后濾液中一定會有氫氧化鈉存在．若碳酸鈉過量或氫氧化鈣過量，則濾液中含有NaOH、Ca（OH）₂和Na₂CO₃；
丙同學(xué)的猜想：若該反應(yīng)恰好完全反應(yīng)，則濾液中只有NaOH；
故丁同學(xué)的猜想是：反應(yīng)后濾液中一定會有氫氧化鈉存在．若氫氧化鈣過量，則濾液中含有NaOH和Ca（OH）₂；
因為碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)一定生成氫氧化鈉，所以只需證明溶液中是否有氫氧化鈣就可以了，氫氧化鈣與二氧化碳和可溶性的碳酸鹽反應(yīng)會生成沉淀，所以可以根據(jù)氫氧化鈣的這些性質(zhì)設(shè)計實驗進(jìn)行證明；
故答案是：可能含有NaOH和Ca（OH）₂；

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	反應(yīng)的化學(xué)方程式
取樣于試管中，滴加碳酸鈉溶液或通入二氧化碳?xì)怏w	溶液變渾濁	Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH或CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O

（2）該濾液中不可能同時含有Na₂CO₃和Ca（OH）₂，因為Na₂CO₃和Ca（OH）₂會發(fā)生反應(yīng)（兩者不能共存）；
故答案是：乙不合理；因為Na₂CO₃和Ca（OH）₂會發(fā)生反應(yīng)（兩者不能共存）；
（3）要證明碳酸鈉的存在，涉及到的就是碳酸鹽的檢驗，所以可以采用加酸的方法，由于濾液中含有氫氧化鈉，因此需要加入足量的鹽酸，只加入幾滴鹽酸，反應(yīng)進(jìn)行的不徹底，不能依據(jù)此判斷濾液中不含碳酸鈉；如果像丙同學(xué)那樣，取該樣于試管中，滴入幾滴澄清石灰水，如果該濾液中含有碳酸鈉，則碳酸鈉會與氫氧化鈉反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鈣；
故答案是：不正確，因為可能稀鹽酸量太少，未將NaOH完全消耗，不可能有CO₂氣體放出；能；
（4）設(shè)碳酸鈣、氫氧化鈉的質(zhì)量分別為x，y．則
Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
106              100     80
100克×1.06%      x      y

106

100克×1.06%

=

100

x

，
解得，x=1克；

106

100克×1.06%

=

80

y

解得，y=0.8克；
則溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

0.8克

100克+101克-1克

×100%=0.4%；
答：過濾后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4%．

點評：注意，計算（4）題時，要根據(jù)質(zhì)量守恒定律來計算溶液的質(zhì)量．