Question

某化學社團的同學發(fā)現(xiàn)，不同物質的變化常伴隨著相同的實驗現(xiàn)象．但從化學的角度去研究，會發(fā)現(xiàn)其有本質的區(qū)別．

【現(xiàn)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(xiàn)象之一是　　；

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　　；另一個實驗沒有發(fā)生化學變化．

【本質歸納】相同的實驗現(xiàn)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(xiàn)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　．

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　　；

（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　（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　　；則原白色粉末的組成為　　．

（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　　現(xiàn)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(xiàn)象分析】根據(jù)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(jù)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(jù)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(jù)實驗過程中的現(xiàn)象以及溶液的酸堿性進行分析；

（3）根據(jù)碳酸鋇能溶于酸，硫酸鋇不溶于酸進行分析；

（4）根據(jù)碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，依據(jù)題中的數(shù)據(jù)進行計算．

【解答】解：【現(xiàn)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(jù)后面加入氯化鈣后產(chǎn)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(jù)現(xiàn)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

=

  x=3.7g

所以碳酸鈉質量為：10g﹣3.7g=6.3g．

故答案為：【現(xiàn)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．