Question

在发明电解法以前，人们常用贝壳(主要成分是碳酸钙，杂质不参加反应且不溶于水)和纯碱为原料制取烧碱。某小组同学按下图所示流程进行实验，请你参与探究并回答相关问题。

(1)反应1的化学方程式是    

(2)反应3的化学方程式是              ；

(3)操作I中用到的玻璃仪器有烧杯、    、玻璃棒；

(4)溶液蒸发结晶得到固体C的过程中，常用玻璃棒搅拌，其目的是    ；

【问题与发现】 该小组同学所得固体C一定是纯净的NaOH吗?

【猜想与假设】 根据反应原理，甲、乙、丙三位同学提出以下猜想：

甲：纯净的NaOH

乙：NaOH和Na₂CO₃的混合物

丙：NaOH和    的混合物

【探究与验证】 甲、乙、丙三位同学分别设计下列方案，对自己的猜想进行验证。实验操作、现象和结论如下表，请参与他们的探究并完成所缺内容。

【反思与评价】 同学们认真研究实验流程，讨论后一致认为乙、丙两同学的方案、现象和推理均正确，请你根据实验流程对甲同学设计方案进行评价：   。

 

Answer 1

【答案】

(1)CaCO₃CaO+CO₂↑   (2)Ca(OH)₂+ Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH

(3)漏斗；(4)关键词:防止液滴飞溅； 氢氧化钙

(5)稀盐酸；(6)溶液中生成白色沉淀；

(7)关键词: 结论不准确, 未能考虑碳酸钠溶液也呈碱性。

【解析】

试题分析：（1）根据图示可知，反应1是碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，故反应的化学方程式是CaCO₃CaO+CO₂↑。

（2）根据图示可知，反应1生成的固体氧化钙，在加入水后，反应生成氢氧化钙（反应2），而氢氧化钙能与碳酸钠反应，生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠（反应3），故反应的化学方程式是Ca(OH)₂+ Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH。

（3）操作I是将固体B和溶液分离，而将不溶水的固体物质与液体分离的方法是过滤，过滤用到的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒。

（4）溶液蒸发结晶得到固体C的过程中，常用玻璃棒搅拌，目的是防止液体受热不均匀，造成液滴飞溅。

【猜想与假设】由于氢氧化钙与碳酸钠的反应，不一定是恰好完全反应，故反应物可能会有剩余，所以所得溶液C中除了反应生成的氢氧化钠之外，还可能含有氢氧化钙或碳酸钠。

【探究与验证】由于乙的猜想是氢氧化钠与碳酸钠，其中碳酸钠能与酸反应生成二氧化碳气体，则根据乙操作所出现的现象和结论可知，乙加入的是稀盐酸或稀硫酸；

由于丙的猜想是氢氧化钠与氢氧化钙的混合物，由于猜想成立，即说明一定含有氢氧化钙，故向其中滴加碳酸钠溶液，二者反应会生成白色沉淀（碳酸钙）。

【反思与评价】甲的设计方案不严密，在实验过程中，纯碱溶液与氢氧化钙不一定恰好完全反应，而不论剩余纯碱溶液，还是氢氧化钙溶液，均能显碱性，故无论哪种物质过量，滴加酚酞均会变红，故不能据溶液变红确定只有氢氧化钠。

考点：物质的相互转化和制备

点评：本题是一道结合实验流程图探究烧碱制备的探究题，考查了学生依据相关知识分析、解决问题的能力，对于验证型实验探究，要熟记物质的性质或变化规律，根据给出的实验设计方案，进行实验、分析和探究，并通过观察、记录和分析的实验现象，来验证该物质的性质或变化规律等。