Question

3．化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中常常伴隨著一些現(xiàn)象，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)將CO₂通入NaOH溶液時(shí)沒(méi)有明顯的現(xiàn)象發(fā)生，為此，他們進(jìn)行了如下探究：

（1）小明把一支收集滿(mǎn)CO₂的試管倒立在盛有飽和NaOH溶液的燒杯中（如圖甲所示），觀察到試管內(nèi)液面上升，原因是2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O（用化學(xué)方程式表示），討論分析后，同學(xué)們認(rèn)為導(dǎo)致試管內(nèi)液面上升還有另一種原因，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明：二氧化碳被水溶解或者反應(yīng)．
（2）為了進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)CO₂與NaOH溶液確實(shí)發(fā)生了反應(yīng)，小紅設(shè)計(jì)了如下方案：分別取上述實(shí)驗(yàn)后的溶液于A、B兩支試管中（如圖乙所示），向試管A中滴加足量的稀鹽酸，觀察到的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．向試管B中滴加氯化鋇溶液，觀察到的現(xiàn)象是變渾濁或者有白色沉淀產(chǎn)生，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl．雖然實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象不同，但都能證明CO₂與NaOH溶液確實(shí)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要吸收CO₂時(shí)，大多會(huì)選擇NaOH溶液，但是，檢驗(yàn)CO₂時(shí)常常選擇新配制的澄清石灰水，請(qǐng)簡(jiǎn)要解釋原因氫氧化鈉的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氫氧化鈣，所以吸收二氧化碳用氫氧化鈉，而氫氧化鈉和二氧化碳無(wú)明顯現(xiàn)象，氫氧化鈣和二氧化碳有明顯的渾濁，所以吸收二氧化碳用氫氧化鈉檢驗(yàn)二氧化碳用氫氧化鈣．
（4）某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室用碳酸鈉溶液和熟石灰制取少量氫氧化鈉溶液，他們的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖2所示，請(qǐng)計(jì)算：

①實(shí)驗(yàn)室生成沉淀的質(zhì)量是10g．
②所得氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）氫氧化鈉和水都能夠和二氧化碳反應(yīng)，且二氧化碳也可以溶解于水，結(jié)合對(duì)出的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無(wú)法準(zhǔn)確說(shuō)明液面的變化是氫氧化鈉所致還是水的影響；
（2）采取的實(shí)驗(yàn)思路是檢驗(yàn)對(duì)應(yīng)的生成物，也就是確定是否會(huì)生成碳酸鹽，用鹽酸檢驗(yàn)碳酸鹽借助的是氣泡生成，借助可溶性鋇鹽是利用的碳酸鋇難溶，對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是變渾濁或者是生成白色沉淀；
（3）物質(zhì)的用途與性質(zhì)密切相關(guān)，氫氧化鈉溶解度大，但是和二氧化碳反應(yīng)物明顯現(xiàn)象．氫氧化鈣溶解度小，但是遇到二氧化碳變渾濁；
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，過(guò)程中質(zhì)量的減少是因?yàn)樯�成了碳酸鈣，所以可以 求算碳酸鈣的質(zhì)量，根據(jù)碳酸鈣和對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式求算氫氧化鈉的質(zhì)量，進(jìn)而求算對(duì)應(yīng)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：
（1）氫氧化鈉溶液中既有氫氧化鈉也有水，而這兩者都能和二氧化碳反應(yīng)，都會(huì)引起液面上升，兩者反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O和H₂O+CO₂=H₂CO₃；同時(shí)二氧化碳還能溶解于水．
（2）小紅設(shè)計(jì)了如下方案：分別取上述實(shí)驗(yàn)后的溶液于A、B兩支試管中（如圖乙所示），向試管A中滴加足量的稀鹽酸，由于碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳和水以及氯化鈉，對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象是 有氣泡產(chǎn)生，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為 Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．向試管B中滴加氯化鋇溶液，是碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成難溶性碳酸鋇和氯化鈉，對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象是 變渾濁或者有白色沉淀產(chǎn)生，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為 Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl．
（3）氫氧化鈉的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氫氧化鈣，所以吸收二氧化碳用氫氧化鈉，而氫氧化鈉和二氧化碳無(wú)明顯現(xiàn)象，氫氧化鈣和二氧化碳有明顯的渾濁，所以吸收二氧化碳用氫氧化鈉檢驗(yàn)二氧化碳用氫氧化鈣．吸收可以不需要現(xiàn)象，而檢驗(yàn)需要明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得，生成的碳酸鈣的質(zhì)量為195.6g-185.6g=10g
設(shè)生成的氫氧化鈉的質(zhì)量為x
Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH
                                      100    80
                                        10g   x
$\frac{100}{80}$=$\frac{10g}{x}$
x=8g
則所得溶液中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{8g}{185.6g-105.6g}$×100%=10%
故答案為：
（1）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；二氧化碳被水溶解或者反應(yīng)．
（2）有氣泡產(chǎn)生；Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑； 變渾濁或者有白色沉淀產(chǎn)生； Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl．
（3）氫氧化鈉的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氫氧化鈣，所以吸收二氧化碳用氫氧化鈉，而氫氧化鈉和二氧化碳無(wú)明顯現(xiàn)象，氫氧化鈣和二氧化碳有明顯的渾濁，所以吸收二氧化碳用氫氧化鈉檢驗(yàn)二氧化碳用氫氧化鈣．
（4）10；10%

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)，第一要正確書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式，第二要使用正確的數(shù)據(jù)，第三計(jì)算過(guò)程要完整．