Question

某合作学习小组欲用生石灰制取氢氧化钠固体，他们将少量生石灰放入烧杯中，再向其中加入一定量碳酸钠溶液，充分反应冷却后过滤、洗涤得到固体A和溶液B．请你写出发生反应的化学方程式

 

、

 

．
请你与小组同学共同完成以下探究：
【查阅资料】NaOH、Ca（OH）₂的溶解度

温度（℃）	0	20	40	60	80	100
NaOH溶解度（g）	31	91	111	129	313	336
Ca（OH）2溶解度（g）	0.19	0.17	0.14	0.12	0.09	0.08

【提出问题1】固体A中的成分是什么？
【猜想与假设1】
甲同学：只有CaCO₃
乙同学：CaCO₃，Ca（OH）₂
乙同学猜想可能含有的Ca（OH）₂理由是

 

．
【实验与探究】甲、乙同学为了验证各自的猜想，分别进行了实验：

实验内容	实验现象	实验结论
甲同学：取少量固体于试管中，再加入稀盐酸．	有气泡产生	自己的猜想正确
乙同学：取少量固体于试管中，加水充分振荡，过滤， 向滤液中滴加   ．	溶液由无色 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

 

；
结合甲、乙两同学的实验能证明乙同学的猜想正确，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2】
丙同学：NaOH，Na₂CO₃    丁同学：NaOH，Ca（OH）₂    戊同学：NaOH
【表达与交流】
（1）结合对固体成分的探究，同学们经过讨论确定了丁同学猜想正确，理由是

 

．
（2）该小组同学欲将溶液B加热浓缩，加热不久，溶液出现浑浊，只好停止加热，请解释加热时溶液出现浑浊的原因

 

．
（3）该小组同学立即变换方案，向溶液B中

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,生石灰的性质与用途,碱的化学性质,盐的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：根据氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和碳酸钠溶液反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀进行分析；
根据氢氧化钙微溶于水，如果氢氧化钙过量时，可能有部分氢氧化钙和碳酸钙一起析出进行分析；
【实验与探究】根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳以及氢氧化钙溶于水溶液呈碱性进行分析；
【反思与评价】根据实验现象进行分析；
【表达与交流】（1）根据碳酸钠和氢氧化钙会反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠进行分析；
（2）根据温度升高，Ca（OH）₂的溶解度变小而析出进行解答；
（3）根据氢氧化钠的溶解度受温度的影响变化较大进行解答；

解答：解：氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和碳酸钠溶液反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀，反应的化学方程式分别为：CaO+H₂O=Ca（OH）₂，Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
乙同学猜想可能含有的Ca（OH）₂，理由是：Ca（OH）₂微溶于水，其中没溶于水的Ca（OH）₂留在了固体A中；
【实验与探究】碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氢氧化钙溶于水溶液呈碱性，能使酚酞试液变红色；
【反思与评价】碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氢氧化钙溶于水溶液呈碱性，能使酚酞试液变红色，所以从而证明固体A的成分是CaCO₃和Ca（OH）₂，所以小雨的猜想正确；
【表达与交流】：
（1）通过对固体成分的探究，同学们经过讨论确定了丁同学猜想正确，理由是：溶于水的生成物NaOH一定有，而固体中有Ca（OH）₂，说明溶液为Ca（OH）₂的饱和溶液，所以一定有Ca（OH）₂，即Ca（OH）₂过量，所以不会有Na₂CO₃；
（2）加热时溶液出现浑浊，是因为B溶液为Ca（OH）₂的饱和溶液，Ca（OH）₂的溶解度随温度的升高而降低，加热时会析出Ca（OH）₂；
（3）可以向B溶液中加入适量的碳酸钠溶液，除去其中的氢氧化钙，过滤，将滤液加热浓缩至饱和，降温结晶、过滤、洗涤、烘干得纯净的氢氧化钠固体．
故答案为：CaO+H₂O=Ca（OH）₂，Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH；
【猜想与假设1】常温下Ca（OH）₂微溶于水，可能会有Ca（OH）₂不能溶解
【实验与探究】酚酞溶液
【反思与评价】加入稀盐酸有气泡只能证明有CaCO₃，不能证明有无Ca（OH）₂；
【表达与交流】
（1）溶于水的生成物NaOH一定有，而固体中有Ca（OH）₂，说明溶液为Ca（OH）₂的饱和溶液，所以一定有Ca（OH）₂，即Ca（OH）₂过量，所以不会有Na₂CO₃；
（2）温度升高，Ca（OH）₂的溶解度变小而析出；
（3）适量的碳酸钠溶液至溶液中不再出现沉淀后，过滤，蒸发所得溶液．

点评：化学实验现象是化学实验最突出、最鲜明的部分，也是进行分析推理得出结论的依据，掌握物质的性质和相互之间的反应关系，有助于提高观察实验、进行实验的能力．所以，对化学实验不仅要认真观察，还应掌握设计实验、观察实验现象的方法．