Question

学习碳酸盐知识时，老师做碳酸钠溶液和澄清石灰水反应演示实验，并对混浊液过滤，得到澄清滤液．课堂上老师的提问和学生的回答如下．师：滤液里可能含有哪些溶质呢？
甲：可能含有NaOH和Na₂CO₃
乙：应该含有NaOH、Na₂CO₃、Ca（OH）₂
丙：可能恰好完全反应，只含有NaOH
（1）请你提出一个与甲乙丙同学不同的猜想：______
并对你的猜想设计一个简单的实验加以证明．

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中加入______	______	自己的猜想成立

（2）你认为甲乙丙同学的猜想谁不合理，说明理由______．
（3）甲同学针对自己的猜想进行了如下实验

	实验步骤	实验现象	实验结论
实验1	取样于试管中，滴几滴稀盐酸	没有气体产生	甲的猜想不成立
实验2	取样于试管中，滴几滴澄清石灰水	溶液变混浊	甲的猜想成立

请说明甲同学的两个实验设计是否正确？说明理由
实验1______；实验2______
写出实验2所发生反应的化学方程式：______．

Answer 1

解：（1）碳酸钠溶液和澄清石灰水发生反应，若恰好完全反应，所得溶液中溶质为氢氧化钠溶液；若反应中碳酸钠有剩余，所得溶液中溶质则为氢氧化钠与碳酸钠；若反应中氢氧化钙溶液有剩余，所得溶液则为氢氧化钠溶液与氢氧化钙的混合溶液；其它两种可能已被另两位同学做了猜想，所以，我的猜想只能为：氢氧化钠溶液与氢氧化钙溶液的混合物；
氢氧化钠和氢氧化钙同属于碱，其化学性质很相似，但在发生反应时的现象却因金属离子的不同而不同；如与气体二氧化碳反应时，氢氧化钙能形成沉淀而氢氧化钠与二氧化碳因生成可溶性的碳酸钠而无明显现象；因此可利用变化时现象的不同，证明氢氧化钙的存在；
（2）乙同学在进行猜想时，没有考虑到碳酸钠和氢氧化钙都有剩余时，反应还会继续进行；因此，猜想错误；
故答案为：小芳同学的猜想不合理．因为Na₂CO₃与Ca（OH）₂要发生反应，不可能共存．
（3）向氢氧化钠溶液与碳酸钠溶液的混合溶液中滴加少量稀盐酸时，稀盐酸与碳酸钠反应产生的少量气体会被氢氧化钠吸收而观察不到有气体放出，因此，滴加少量稀盐酸看不到气泡不能得到溶液不含碳酸钠的结论；
氢氧化钠与碳酸钠不反应，而氢氧化钙与碳酸钠可反应生成沉淀，反应方程式是Na₂CO₃+Ca（OH）₂═2NaOH+CaCO₃↓；故可通过滴加石灰水观察是否变浑浊判断是否含有碳酸钠；
故答案为：（1）可能含有NaOH和Ca（OH）₂；

实验步骤	实验现象	实验结论
通入二氧化碳	出现白色浑浊

（2）乙同学的猜想不合理．因为Na₂CO₃与Ca（OH）₂要发生反应，不可能共存；
（3）不正确．有NaOH存在，就不会有CO₂气体放出，但Na₂CO₃可能存在；正确．氢氧化钠与碳酸钠不反应，碳酸钠可与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀；
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═2NaOH+CaCO₃↓．
分析：（1）碳酸钠和澄清石灰水恰好反应生成氢氧化钠，及不完全反应时碳酸钠过量或澄清石灰水过量情况进行分析，完成对物质组成的猜想；并利用氢氧化钙与氢氧化钠性质的不同，通入二氧化碳证明溶液中氢氧化钙的存在；
（2）碳酸钠与氢氧化钙可以发生反应，不能共存于同一溶液中；
（3）碳酸钠与盐酸反应可放出气体二氧化碳，但若溶液中存在氢氧化钠时，产生的少量气体二氧化碳又会被溶液中氢氧化钠吸收，而观察不到有气体放出的现象，因此，此时需要加入较多量的稀盐酸；氢氧化钠与碳酸钠不反应，而氢氧化钙与碳酸钠可反应生成沉淀，据此分析解答．
点评：对反应后所得溶液的组成进行猜想时，首先可以确定反应后的生成物的存在，然后还要考虑反应物的过量情况，对所得溶液进行猜想，并据物质的性质设计实验和依据相关知识分析解答问题．