Question

15．某化學社團的同學發(fā)現，不同物質的變化常伴隨著相同的實驗現象．但從化學的角度去研究，會發(fā)現其有本質的區(qū)別．
【現象分析】
實驗一：向盛有一定量氫氧化鈉固體的試管里加入一定量的水，迅速用帶導管的橡皮塞塞緊試管口，并將導管另一端通入盛有水的試管中，振蕩左側試管（如圖1）．
實驗二：用氧化鈣代替氫氧化鈉重復一次上述實驗．
上述兩個實驗的相同現象之一是左側試管發(fā)熱（或右側試管中有氣泡冒出）；
上述兩個實驗中，其中一個實驗發(fā)生了化學變化，其化學方程式是CaO+H₂O=Ca（OH）₂；另一個實驗沒有發(fā)生化學變化．
【本質歸納】相同的實驗現象，既可以由物理變化引起，也可以由化學變化引起．
【探究運用】在探究白色粉末的組成時，要研究相同實驗現象的本質區(qū)別．
實驗三：有一包白色粉末可能含有硫酸鋇、碳酸鈉和氫氧化鈣中的一種或幾種，取一定量該粉末加入到盛有足量水的燒杯中，攪拌，靜置，觀察到燒杯中有白色不溶物．
小明同學認為，白色粉末中一定含有硫酸鋇；
小意同學認為小明的結論不準確，其理由可用化學方程式表示為Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
針對上述兩位同學的觀點，小燕同學進一步設計如圖2實驗方案進行探究：

（1）步驟②中發(fā)生化學反應的方程式是Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；
（2）步驟③中，加入酚酞溶液后，若溶液E為無色，則原白色粉末的組成是BaSO₄和Na₂CO₃（填化學式，下同）；
步驟③中，加入酚酞溶液后，若溶液E為紅色，則濾液A中一定含有的溶質是NaOH、Na₂CO₃；則原白色粉末的組成為Na₂CO₃、Ca（OH）₂或Na₂CO₃、Ca（OH）₂、BaSO₄．
（3）小鵬同學只做了一個實驗，他取少量濾渣B，加入過量的稀硝酸，觀察到濾渣B全部消失現象，說明原白色粉末中含有碳酸鈉、氫氧化鈣二種固體．
（4）小鵬同學為進一步測定白色粉末的組成，進行了定量研究．他稱取白色固體粉末10g，進行如流程所示實驗，測得濾渣B的質量為5g，請你幫小鵬計算一下白色粉末中各成分的質量．（請寫出具體計算過程）

Answer 1

分析 【現象分析】根據氫氧化鈉溶于水放出熱量，氧化鈣與水反應會放出熱量進行分析；
【探究運用】根據碳酸鈉能和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉進行分析；
（1）根據碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉進行分析；
（2）根據實驗過程中的現象以及溶液的酸堿性進行分析；
（3）根據碳酸鋇能溶于酸，硫酸鋇不溶于酸進行分析；
（4）根據碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，依據題中的數據進行計算．

解答 解：【現象分析】氫氧化鈉溶于水放出熱量，氧化鈣與水反應會放出熱量，會覺得左側試管外壁發(fā)熱，觀察到右側試管的導管口處有氣泡冒出；
氫氧化鈉溶于水屬于物理變化，而氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣屬于化學變化，化學方程式為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂；
【探究運用】碳酸鈉與氫氧化鈣在溶液反應生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鈉，化學方程式為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
（1）碳酸鈉與氯化鈣溶液反應生成氯化鈉和碳酸鈣白色沉淀，化學方程式為：Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；
（2）步驟③中，加入酚酞溶液后，若溶液E為無色，說明反應后的溶液呈中性，也就是說碳酸鈉被完全轉化為沉淀，而原混合物中不含氫氧化鈣，所以原白色粉末的組成是：BaSO₄、Na₂CO₃；
步驟③中加入酚酞溶液后，若溶液E為紅色，說明原混合物中有氫氧化鈣，碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉．根據后面加入氯化鈣后產生白色沉淀說明碳酸鈉較多，所以濾液A中一定含有的溶質是：Na₂CO₃、NaOH；
根據現象可知，原混合物可能是氫氧化鈣和碳酸鈉組成的，也可能是硫酸鋇、氫氧化鈣和碳酸鈉組成的，所以原白色粉末的組成為：Na₂CO₃、Ca（OH）₂或Na₂CO₃、Ca（OH）₂、BaSO₄；
（3）白色沉淀可能是硫酸鋇，也可能是碳酸鋇，也可能是硫酸鋇與碳酸鋇的混合物，其中硫酸鋇不與稀硝酸反應，而碳酸鋇能與稀硝酸反應生成硝酸鋇、水和二氧化碳；
（4）設混合物中含有氫氧化鈣質量為x
Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH
106      74      100
         x        5g
   $\frac{74}{x}$=$\frac{100}{5g}$
  x=3.7g
所以碳酸鈉質量為：10g-3.7g=6.3g．
故答案為：【現象分析】左側試管發(fā)熱（或右側試管中有氣泡冒出），CaO+H₂O=Ca（OH）₂；
【探究運用】Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
（1）Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；
（2）BaSO₄和Na₂CO₃，NaOH、Na₂CO₃，Na₂CO₃、Ca（OH）₂或Na₂CO₃、Ca（OH）₂、BaSO₄；
（3）濾渣B全部消失；
（4）Ca（OH）₂：3.7g，Na₂CO₃：6.3g．

點評 本題考查了混合物組成的推斷，完成此題，可以結合題干提供的實驗現象根據物質的性質及反應的具體現象進行．