Question

（10分）工業上用碳酸鈉溶液與石灰水反應制燒堿。對于碳酸鈉溶液與石灰水是否恰好完全反應，某化學興趣小組的同學將其產物進行過濾，并對濾液進行如下探究。
【提出問題】濾液中含有哪些溶質？
【猜想與假設】假設一：濾液中只含氫氧化鈉     假設二：濾液中含氫氧化鈉和碳酸鈉
假設三：濾液中含             
假設四：濾液中含氫氧化鈉、氫氧化鈣和碳酸鈉
【進行實驗】甲同學設計了如下實驗方案：

實驗步驟	實驗現象	結論
取少量濾液放在試管中，再滴入氯化鈣溶液	若生成白色沉淀	碳酸鈉過量
	若無明顯現象	恰好反應

【反思與評價】
（1）碳酸鈉溶液與石灰水反應的基本類型為                             。
（2）乙同學認為假設四不合理，理由是                                  。
（3）丙同學認為甲同學設計方案還不能說明碳酸鈉溶液和澄清石灰水恰好完全反應，她的理由是      。
（4）丁同學認為要說明碳酸鈉溶液與石灰水是否恰好完全反應，還需在甲同學實驗方案的基礎上進行實驗。她的實驗方案是：      

實驗步驟	實驗現象和結論

【定量研究】
（5）戊同學稱取100g燒堿固體樣品（樣品中的雜質是碳酸鈉），
加水溶解得到溶液A，取A溶液的1/5向其中加入CaCl₂溶液。
反應時CaCl₂溶液與沉淀的質量關系如圖所示。

①樣品中氫氧化鈉的質量為        g；
②計算所加CaCl₂溶液中鈣離子的質量分數。（寫出計算過程）

Answer 1

【猜想與假設】假設三： 氫氧化鈉和氫氧化鈣
【反思與評價】（1）復分解反應      （2）因為氫氧化鈣溶液與碳酸鈉溶液不能共存
（3）若氫氧化鈣過量，滴加氯化鈣溶液也無明顯現象
（4）

實 驗 步 驟	實 驗 現 象 和 結 論
取少量甲同學實驗用的原濾液放在試管中，在通入足量的二氧化碳(或滴入Na2CO3溶液)，觀察	溶液無變化，則不含氫氧化鈣
	溶液變渾濁，則含氫氧化鈣

   【定量研究】（5）①73.5      ② 4%

試題分析：【猜想與假設】反應后的濾液，既要考慮生成物，還要考慮反應物是否過量，故假設三： 氫氧化鈉和氫氧化鈣
【反思與評價】（1）碳酸鈉溶液與石灰水反應的方程式：Ca(OH)₂+Na₂CO₃==CaCO₃↓+2NaOH，基本類型屬于復分解反應
（2）乙同學認為假設四不合理，理由是：因為氫氧化鈣溶液與碳酸鈉溶液會相互反應，不能共存
（3）丙同學認為甲同學設計方案還不能說明碳酸鈉溶液和澄清石灰水恰好完全反應，她的理由是：若氫氧化鈣過量，滴加氯化鈣溶液也無明顯現象
（4）丁同學認為要說明碳酸鈉溶液與石灰水是否恰好完全反應，還需在甲同學實驗方案的基礎上進行實驗。她的實驗方案是

實 驗 步 驟	實 驗 現 象 和 結 論
取少量甲同學實驗用的原濾液放在試管中，在通入足量的二氧化碳(或滴入Na2CO3溶液)，觀察	溶液無變化，則不含氫氧化鈣
	溶液變渾濁，則含氫氧化鈣

【定量研究】（5）根據化學反應：CaCl₂+Na₂CO₃==CaCO₃↓+2NaCl，結合圖中數據，最終生成白色沉淀CaCO₃的質量為5g，可求出Na₂CO₃的質量，進而可求出樣品中氫氧化鈉的質量，同時根據CaCO₃與的CaCl₂質量關系，可求出CaCl₂質量，進而可計算所加CaCl₂溶液中鈣離子的質量分數
解：設Na₂CO₃的質量為x，CaCl₂質量為y
CaCl₂+Na₂CO₃==CaCO₃↓+2NaCl
106       100  
Y   X        5g
106:100=x：5g
X=5.3g
（1）由于是取A溶液的1/5，根據溶液的均一性，故原溶液A中含有的Na₂CO₃的質量=5×5.3g=26.5g，故100g燒堿固體樣品中氫氧化鈉的質量=100g-26.5g=73.5g
（2）111:100=y：5g   y=5.55g 
故鈣元素質量=5.55g×40/111×100%=2g
所以所加CaCl₂溶液中鈣離子的質量分數=2g/50g×100%=4%