Question

已知：在氢氧化钠浓溶液中加入氧化钙，加热，制成的白色固体就是碱石灰．有两个实验小组的同学决定通过实验探究碱石灰的组成．
（1）第一小组设计方案的流程如下：

①写出n （OH^-）、n （Ca²⁺）与n （Na⁺）的关系：n（Na⁺）=______．
②设n （Na⁺）=x mol、n （Ca²⁺）=y mol，请填写下表：

碱石灰的 可能组成	NaOH、CaO	NaOH、CaO、 Ca （OH）2	NaOH、 Ca （OH）2	NaOH、 Ca （OH）2、H2O
n （Na+）、n （Ca2+） 的关系	40x+56y=4	______	______	______

（2）第二小组同学查得如下资料：Ca（OH）₂在250℃时不分解、NaOH在580℃时不分解．
他们设计了如下方案并得出相关数据：取市售碱石灰4.0g，在250℃时加热至恒重，测得固体质量减少了0.42g，剩余固体在580℃时继续加热至恒重，固体质量又减少了0.75g．请通过计算确定该碱石灰各成分的质量分数．

Answer 1

解：（1）①氢氧化钙和氢氧化钠溶液中存在电荷守恒，浓度关系也是微粒物质的量的关系，n（OH^-）=2n（Ca²⁺）+n（Na⁺），所以得到n（Na⁺）=n（OH^-）-2n（Ca²⁺）；
故答案为：n（OH^-）-2n（Ca²⁺）；
②碱石灰是NaOH、CaO，n （Na⁺）、n （Ca²⁺）的关系 40x+56y=4；
碱石灰是NaOH、CaO、Ca （OH）₂，n （Na⁺）、n （Ca²⁺）的关系 40x+56y＜4.0＜40x+74y
碱石灰是NaOH、Ca （OH）₂，n （Na⁺）、n （Ca²⁺）的关系 40x+74y=4.0；
碱石灰是NaOH、CaO、Ca （OH）₂、H₂O，n （Na⁺）、n （Ca²⁺）的关系 40x+74y＜4.0
故答案为：

碱石灰的 可能组成	NaOH、CaO	NaOH、CaO、 Ca （OH）2	NaOH、 Ca （OH）2	NaOH、 Ca （OH）2、H2O
n （Na+）、n （Ca2+） 的关系	40x+56y=4	40x+56y＜4.0＜40x+74y	40x+74y=4.0	40x+74y＜4.0

（2）Ca（OH）₂在250℃时不分解、NaOH在580℃时不分解，取市售碱石灰4.0g，在250℃时加热至恒重，测得固体质量减少了0.42g，说明碱石灰中含有水，质量分数=×100%=10.5%；剩余固体在580℃时继续加热至恒重，固体质量又减少了0.75g．减少的为氢氧化钙分解生成的水，氢氧化钙的质量=；碱石灰中氢氧化钙质量分数=×100%=77.1%；氢氧化钠质量=4.0g-0.42g-3.083g=0.497g，氢氧化钠质量分数=×100%=12.4%；
答：该碱石灰各成分的质量分数：H₂O%=10.5%； Ca（OH）₂%=77.1%； NaOH%=12.4%；
分析：（1）①依据溶液中电荷守恒计算得到；
②依据碱石灰的组成物质结合极值分析判断得到钠离子和钙离子的物质的量的关系；
n （Na⁺）=x mol、n （Ca²⁺）=y mol，依据氢氧化钠和氧化钙，氢氧化钠和氢氧化钙混合物的质量结合极值分析得到；
（2）Ca（OH）₂在250℃时不分解、NaOH在580℃时不分解，取市售碱石灰4.0g，在250℃时加热至恒重，测得固体质量减少了0.42g，为水；剩余固体在580℃时继续加热至恒重，固体质量又减少了0.75g．为减少的氢氧化钙分解生成的水，计算得到氢氧化钙的质量；剩余固体质量为氢氧化钠质量；
点评：本题考查了物质组成的探究实验分析判断和计算，掌握物质性质和物质组成的分析方法是解题关键，注意题干条件的分析应用，题目难度中等．