Question

7．据有关资料介绍：将贝壳（主要成分是碳酸钙）灼烧后与草木灰（主要成分是碳酸钾）在水中作用，可以得到氢氧化钾．某化学课外小组的同学们为了制取氢氧化钾，将少量碳酸钙充分灼烧后的固体放入烧杯中，再向其中加入一定量10%的碳酸钾溶液，充分反应冷却后过滤、洗涤得到固体A和溶液B，操作步骤如图所示．请你与
小组同学共同完成以下探究：

【提出问题1】固体A中的成分是什么？
【查阅资料】
①CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
②碳酸钾与碳酸钠性质相似，在溶液中都能与氢氧化钙发生复分解反应．
【猜想与假设】甲同学：只有CaCO₃    乙同学：CaCO₃、Ca（OH）₂ 丙同学：CaCO₃、CaO
甲、乙两位同学认为丙同学的猜想不合理，理由是CaO+H₂O=Ca（OH）₂（用化学方程式表示）．
【实验与探究】甲、乙同学为了验证各自的猜想，分别进行了下述实验：

实验内容	实验现象	实验结论
甲同学：取少量固体于试管中，向其中加入稀盐酸．	有气泡产生	自己的猜想正确
乙同学：取少量固体于试管中，加水溶解后过滤，向滤液中加入酚酞溶液	滤液变为红色	自己的猜想正确

【反思与评价】小组同学讨论后认为，甲同学的实验不能证明他的猜想，理由是CaCO₃和Ca（OH）₂混合物加入盐酸也会有气体产生，所以不能证明固体中只有CaCO₃；而乙同学的实验能证明他的猜想，因此小组同学确定了固体A的成分．
【提出问题2】溶液B中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】猜想1：KOH、K₂CO₃    猜想2：KOH、Ca（OH）₂ 猜想3：KOH
【表达与交流】结合上述实验，同学们讨论确定了猜想2正确，理由是反应后一定有KOH生成，上述实验中乙同学证明了固体含有Ca（OH）₂，则溶液中一定存在溶解的Ca（OH）₂．为了得到纯净的氢氧化钾，需要向溶液B中滴加适量的一种溶液，发生反应的化学方程式为Ca（OH）₂+K₂CO₃═CaCO₃↓+2KOH．

Answer 1

分析 由题目的信息可知：甲、乙两位同学认为丙同学的猜想不合理，理由是生石灰和水反应生成熟石灰，因此氧化钙不存在；甲同学：取少量固体于试管中，向其中加入稀盐酸，有气泡产生，他的猜想不一定正确，因为CaCO₃和Ca（OH）₂混合物加入盐酸也会有气体产生，所以不能证明固体中只有CaCO₃．乙同学：取少量固体于试管中，加水溶解后过滤，向滤液中加入酚酞溶液，滤液变为红色，说明是碳酸钙和氢氧化钙的混合物，因此乙同学的猜想正确；结合上述实验，同学们讨论确定了猜想2是正确的，因为反应后一定有KOH生成，上述实验中乙同学证明了固体含有Ca（OH）₂，则溶液中一定存在溶解的Ca（OH）₂；为了得到纯净的氢氧化钾，只要把过量的氢氧化钙除去即可，氢氧化钙可以用适量的碳酸钾除去，氢氧化钙与碳酸钾反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钾，配平即可．

解答 解：【猜想与假设】甲、乙两位同学认为丙同学的猜想不合理，理由是生石灰和水反应生成熟石灰，因此氧化钙不存在，故答案为：CaO+H₂O=Ca（OH）₂；
【实验与探究】甲同学：取少量固体于试管中，向其中加入稀盐酸，有气泡产生，他的猜想不一定正确，因为CaCO₃和Ca（OH）₂混合物加入盐酸也会有气体产生，所以不能证明固体中只有CaCO₃．乙同学：取少量固体于试管中，加水溶解后过滤，向滤液中加入酚酞溶液，滤液变为红色，说明是碳酸钙和氢氧化钙的混合物，因此乙同学的猜想正确；故答案为：实验操作：取少量固体于试管中，加水溶解后过滤，向滤液中加入酚酞溶液．实验现象：滤液变为红色；
【反思与评价】甲同学的实验不能证明他的猜想，他的理由是：CaCO₃和Ca（OH）₂混合物加入盐酸也会有气体产生，所以不能证明固体中只有CaCO₃，故答案为：CaCO₃和Ca（OH）₂混合物加入盐酸也会有气体产生，所以不能证明固体中只有CaCO₃；
【表达与交流】结合上述实验，同学们讨论确定了猜想2是正确的，因为反应后一定有KOH生成，上述实验中乙同学证明了固体含有Ca（OH）₂，则溶液中一定存在溶解的Ca（OH）₂；为了得到纯净的氢氧化钾，只要把过量的氢氧化钙除去即可，氢氧化钙可以用适量的碳酸钾除去，氢氧化钙与碳酸钾反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钾，配平即可；故答案为：2；反应后一定有KOH生成，上述实验中乙同学证明了固体含有Ca（OH）₂，则溶液中一定存在溶解的Ca（OH）₂．Ca（OH）₂+K₂CO₃═CaCO₃↓+2KOH．

点评 本题属于实验探究题，要注意由实验现象得出正确的结论，设计实验方案时，要注意用最少的药品和最简单的方法；关于对实验设计方案的评价，要在两个方面考虑，一是方案是否可行，能否达到实验目的；二是设计的方法进行比较，那种方法更简便．本考点主要出现在实验题中．