10. (2025·镇江模拟)实验室里有一瓶未盖瓶塞的碱石灰,某学习小组同学在老师的指导下,以“碱石灰成分和性质”为主题开展项目式学习。
任务一:查阅资料认识“碱石灰”
Ⅰ. 制碱石灰的流程。
石灰石→煅烧→生石灰$\xrightarrow{加入NaOH浓溶液} \xrightarrow{200~250℃ 干燥}$碱石灰
Ⅱ. Ca(OH)₂的分解温度是580℃;NaOH受热不分解。
(1)上述制得的碱石灰主要含有
任务二:探究未盖瓶塞的“碱石灰”样品的成分
【作出猜想】样品中的成分可能有下列几种:
猜想1:Ca(OH)₂、NaOH
猜想2:CaCO₃、Ca(OH)₂、NaOH
猜想3:CaCO₃、NaOH、Na₂CO₃
猜想4:CaCO₃、Na₂CO₃
【实验探究】该小组同学设计并进行了如下实验(已知:BaCl₂溶液呈中性)。

【反思评价】
(2)步骤1的方案不严密,理由是
(3)步骤2中试剂X可选用
A. FeCl₃溶液
B. 稀盐酸
C. Na₂CO₃溶液
(4)步骤4中的现象为
任务三:测定未盖瓶塞的“碱石灰”样品中各成分的含量
【实验步骤】①称取“碱石灰”样品10.00g,加入足量的水,充分搅拌;
②过滤、洗涤滤渣,称得滤渣质量为8.00g;
③将滤液和洗涤液混合,按下图进行实验,实验前,称得整个装置总质量为442.64g;
④打开活塞,滴加稀硫酸至完全反应,一段时间后,称得整个装置总质量为442.20g。

【结论与评价】
(5)根据数据可计算原样品中各成分的含量,其中NaOH的质量分数是
(6)该小组同学按上述实验规范操作,测得样品中Na₂CO₃的质量分数偏小,原因是
任务一:查阅资料认识“碱石灰”
Ⅰ. 制碱石灰的流程。
石灰石→煅烧→生石灰$\xrightarrow{加入NaOH浓溶液} \xrightarrow{200~250℃ 干燥}$碱石灰
Ⅱ. Ca(OH)₂的分解温度是580℃;NaOH受热不分解。
(1)上述制得的碱石灰主要含有
Ca(OH)₂、NaOH
。任务二:探究未盖瓶塞的“碱石灰”样品的成分
【作出猜想】样品中的成分可能有下列几种:
猜想1:Ca(OH)₂、NaOH
猜想2:CaCO₃、Ca(OH)₂、NaOH
猜想3:CaCO₃、NaOH、Na₂CO₃
猜想4:CaCO₃、Na₂CO₃
【实验探究】该小组同学设计并进行了如下实验(已知:BaCl₂溶液呈中性)。
【反思评价】
(2)步骤1的方案不严密,理由是
氢氧化钙微溶于水,烧杯底部的白色固体可能是未溶解的氢氧化钙,不一定是碳酸钙
,改进实验方案:取5g“碱石灰”样品于烧杯中,加入足量的稀盐酸
,产生气泡,则猜想1不正确。(3)步骤2中试剂X可选用
C
(填字母)。A. FeCl₃溶液
B. 稀盐酸
C. Na₂CO₃溶液
(4)步骤4中的现象为
产生白色沉淀,溶液仍为红色
。任务三:测定未盖瓶塞的“碱石灰”样品中各成分的含量
【实验步骤】①称取“碱石灰”样品10.00g,加入足量的水,充分搅拌;
②过滤、洗涤滤渣,称得滤渣质量为8.00g;
③将滤液和洗涤液混合,按下图进行实验,实验前,称得整个装置总质量为442.64g;
④打开活塞,滴加稀硫酸至完全反应,一段时间后,称得整个装置总质量为442.20g。
【结论与评价】
(5)根据数据可计算原样品中各成分的含量,其中NaOH的质量分数是
9.4%
。(6)该小组同学按上述实验规范操作,测得样品中Na₂CO₃的质量分数偏小,原因是
反应生成的二氧化碳会残留在装置内,同时浓硫酸会吸收空气中的水分,导致测得二氧化碳质量偏小,根据化学方程式计算出Na₂CO₃的质量偏小,从而使测得样品中Na₂CO₃的质量分数偏小
。答案
10. (1)Ca(OH)₂、NaOH (2)氢氧化钙微溶于水,烧杯底部的白色固体可能是未溶解的氢氧化钙,不一定是碳酸钙 稀盐酸 (3)C (4)产生白色沉淀,溶液仍为红色 (5)9.4% (6)反应生成的二氧化碳会残留在装置内,同时浓硫酸会吸收空气中的水分,导致测得二氧化碳质量偏小,根据化学方程式计算出Na₂CO₃的质量偏小,从而使测得样品中Na₂CO₃的质量分数偏小
解析:(1)石灰石煅烧生成生石灰,生石灰与NaOH浓溶液中的水发生反应生成Ca(OH)₂,在200~250℃干燥,由于Ca(OH)₂分解温度是580℃,NaOH受热不分解,所以制得的碱石灰主要含有Ca(OH)₂和NaOH。(3)猜想1不正确,步骤1烧杯中上层清液可能含有NaOH、Ca(OH)₂、Na₂CO₃,猜想2中有Ca(OH)₂。FeCl₃溶液与Ca(OH)₂、NaOH反应都产生Fe(OH)₃沉淀,A错误;稀盐酸与Ca(OH)₂、NaOH反应无明显现象,B错误;NaOH与Na₂CO₃不反应,Ca(OH)₂与Na₂CO₃反应会生成碳酸钙白色沉淀,C正确。(4)步骤3溶液变红说明含NaOH或Na₂CO₃,BaCl₂溶液呈中性,加入过量BaCl₂溶液,NaOH与BaCl₂不反应,Na₂CO₃与BaCl₂反应生成碳酸钡白色沉淀,将Na₂CO₃反应完后,溶液仍为红色,从而证明猜想3正确,猜想4不正确,因此现象是产生白色沉淀,溶液仍为红色。(5)猜想3正确,样品成分是CaCO₃、NaOH、Na₂CO₃。称得滤渣质量8.00g为CaCO₃的质量,则NaOH、Na₂CO₃的总质量为10.00g-8.00g=2.00g。锥形瓶内发生的反应是2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O、Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑,浓硫酸可以吸收水分,生成的二氧化碳逸散到空气中,根据质量守恒定律,反应前后装置质量差442.64g-442.20g=0.44g为生成的CO₂的质量。
设样品中Na₂CO₃的质量为x,
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106 44
x 0.44g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{0.44g}$ x=1.06g
则NaOH的质量为2.00g-1.06g=0.94g,质量分数为$\frac{0.94g}{10.00g}×100\%=9.4\%$。
解析:(1)石灰石煅烧生成生石灰,生石灰与NaOH浓溶液中的水发生反应生成Ca(OH)₂,在200~250℃干燥,由于Ca(OH)₂分解温度是580℃,NaOH受热不分解,所以制得的碱石灰主要含有Ca(OH)₂和NaOH。(3)猜想1不正确,步骤1烧杯中上层清液可能含有NaOH、Ca(OH)₂、Na₂CO₃,猜想2中有Ca(OH)₂。FeCl₃溶液与Ca(OH)₂、NaOH反应都产生Fe(OH)₃沉淀,A错误;稀盐酸与Ca(OH)₂、NaOH反应无明显现象,B错误;NaOH与Na₂CO₃不反应,Ca(OH)₂与Na₂CO₃反应会生成碳酸钙白色沉淀,C正确。(4)步骤3溶液变红说明含NaOH或Na₂CO₃,BaCl₂溶液呈中性,加入过量BaCl₂溶液,NaOH与BaCl₂不反应,Na₂CO₃与BaCl₂反应生成碳酸钡白色沉淀,将Na₂CO₃反应完后,溶液仍为红色,从而证明猜想3正确,猜想4不正确,因此现象是产生白色沉淀,溶液仍为红色。(5)猜想3正确,样品成分是CaCO₃、NaOH、Na₂CO₃。称得滤渣质量8.00g为CaCO₃的质量,则NaOH、Na₂CO₃的总质量为10.00g-8.00g=2.00g。锥形瓶内发生的反应是2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O、Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑,浓硫酸可以吸收水分,生成的二氧化碳逸散到空气中,根据质量守恒定律,反应前后装置质量差442.64g-442.20g=0.44g为生成的CO₂的质量。
设样品中Na₂CO₃的质量为x,
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106 44
x 0.44g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{0.44g}$ x=1.06g
则NaOH的质量为2.00g-1.06g=0.94g,质量分数为$\frac{0.94g}{10.00g}×100\%=9.4\%$。
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