Question

现有一包固体粉末，可能由CaCO₃、CaO、Na₂CO₃中的一种或几种组成．为确定其组成，进行了如下图所示的实验．

请回答：
（1）操作2的名称是______．
（2）根据实验可以确定白色沉淀是______；操作3完成后的溶液中一定含有的溶质是______；
（3）原固体粉末中一定含有______，它的可能组成有哪几组
______（组之间用“；”隔开）．
（4）小明各取CaCO₃、CaO、Na₂CO₃粉末倒入试管，重复以上实验，却与以上现象不完全相同，他的操作没有失误之处，请指出现象不同之处及原因______．

Answer 1

解：（1）把不溶于液体的固体和液体分离的方法是过滤，把白色沉淀与液体分离开；
（2）由CaCO₃、CaO、Na₂CO₃三种物质可知白色沉淀可能是碳酸钙，也可能是氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙再与碳酸钠反应生成的碳酸钙，所以白色沉淀是碳酸钙；加入盐酸能产生气体，由所提供的物质可知是碳酸钠与盐酸反应，生成物是氯化钠、水、二氧化碳，所以操作3完成后的溶液中一定含有的溶质是氯化钠；
（3）由操作3加入盐酸能产生气体，由所提供的物质可知是碳酸钠与盐酸反应，生成的二氧化碳，所以混合物中一定含有碳酸钠；由于白色沉淀是碳酸钙，可能是原来的碳酸钙，也可能是氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙再与碳酸钠反应生成的碳酸钙，所以不能确定是否含有碳酸钙、氧化钙；组成中必须含有碳酸钠，还需要能有白色沉淀，可以是碳酸钙，也可以是氧化钙，因为氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙再与碳酸钠反应生成的碳酸钙，也可以三种物质都有，所以可能组成有：Na₂CO₃、CaCO₃；Na₂CO₃、CaO；Na₂CO₃、CaCO₃、CaO；
（4）加入盐酸后开始没有气泡，待一段时间后产生气泡（或没有气泡产生）；由于氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，加入盐酸时，由于盐酸与氢氧化钠反应，如果碳酸钠没有过量时，加入盐酸后不会产生气泡，如果碳酸钠过量时，加入盐酸先与氢氧化钠反应，把氢氧化钠反应完再与碳酸钠反应，所以反应一段时间后再产生气泡．
故答案为：（1）过滤；（2）CaCO₃；NaCl；（3）Na₂CO₃； Na₂CO₃、CaCO₃；Na₂CO₃、CaO；Na₂CO₃、CaCO₃、CaO；（4）加入盐酸后开始没有气泡，待一段时间后产生气泡（或没有气泡产生）；由于氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，加入盐酸时，由于盐酸与氢氧化钠反应，如果碳酸钠没有过量时，加入盐酸后不会产生气泡，如果碳酸钠过量时，加入盐酸先与氢氧化钠反应，把氢氧化钠反应完再与碳酸钠反应，所以反应一段时间后再产生气泡．
分析：（1）根据液体与不溶于液体的固体分离的方法考虑；（2）根据所提供的物质考虑白色沉淀；碳酸钠与盐酸反应产生气泡，根据它们的生成物考虑溶质（3）白色沉淀是碳酸钙，可能是原来的碳酸钙，也可能是氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙再与碳酸钠反应生成的碳酸钙，所以不能确定是否含有碳酸钙，再通过加入盐酸产生气体的原因确定一定含有的物质；（4）根据CaCO₃、CaO、Na₂CO₃在水中相互发生反应后的生成物进行分析．
点评：解答本题关键是要抓住两点：加入盐酸能产生气体，必须含有碳酸钠；必须能产生白色沉淀，可以是碳酸钙，也可以是含有氧化钙，也有可能是碳酸钙与氧化钙的混合物．