Question

請你參與實驗室用生石灰制取氫氧化鈉固體的研究．將一定量的生石灰加入一只潔凈的燒杯中，加入碳酸鈉溶液，充分反應(yīng)后冷卻到室溫，通過過濾、洗滌、干燥得到固體A和溶液B，請回答以下問題．
【查閱資料】NaOH、Ca（OH）₂的溶解度

溫度（℃）	0	20	40	60	80	100
NaOH的溶解度（g/100g水）	42	109	129	174	314	347
Ca（OH）2的溶解度（g/100g水）	0.18	0.16	0.14	0.12	0.09	0.07

（1）固體A中的成分是什么？
【猜想與假設(shè)】
甲同學(xué)認(rèn)為是：CaCO₃  乙同學(xué)認(rèn)為是：CaCO₃，Ca（OH）₂乙同學(xué)猜想可能含有Ca（OH）₂的理由是

 

（用化學(xué)方程式表示）．
【實驗與探究】為了驗證各自的猜想，甲、乙同學(xué)分別進(jìn)行了實驗：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
甲同學(xué)：用一支潔凈的試管取少量固體A，再加入過量稀鹽酸．	有氣泡產(chǎn)生	自己的猜想 正確
乙同學(xué)：用一支潔凈的試管取少量固體A，加水，充分振蕩，向上層清液中滴加   ．	上層清液由無色變?yōu)榧t色	自己的猜想 正確

【反思與評價】同學(xué)討論后認(rèn)為，甲同學(xué)的實驗

 

（填“能”或“不能”）證明固體A的成分，理由是

 

；結(jié)合甲、乙兩位同學(xué)的實驗證明了乙同學(xué)的猜想是正確的，因此確定了固體A的成分．
（2）溶液B中溶質(zhì)的成分是什么？
【猜想與假設(shè)】丙同學(xué)認(rèn)為是：NaOH、Na₂CO₃，丁同學(xué)認(rèn)為是：NaOH、Ca（OH）₂，戊同學(xué)認(rèn)為是：NaOH
【表達(dá)與交流】
①結(jié)合對固體成分的探究，同學(xué)們經(jīng)過討論確定了丁同學(xué)猜想正確，理由是

 

；
②同學(xué)們欲將溶液B加熱濃縮，加熱不久，溶液出現(xiàn)渾濁，只好停止加熱，請解釋加熱時溶液出現(xiàn)渾濁的原因是

 

；
③同學(xué)們立即變換方案，向B溶液中加入適量的

 

，過濾，將濾液加熱濃縮至飽和，

 

、過濾、洗滌、烘干得到比較純凈的氫氧化鈉固體．
④取少量制取的氫氧化鈉固體溶解，進(jìn)行焰色反應(yīng)，觀察到火焰呈

 

色．

Answer 1

考點：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,生石灰的性質(zhì)與用途,鹽的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：物質(zhì)的制備

分析：（1）氧化鈣和碳酸鈉溶液中的水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和碳酸鈉完全反應(yīng)時，生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，如果氫氧化鈣過量時，反應(yīng)后有剩余的氫氧化鈣，因為氫氧化鈣的溶解度很小，所以固體A中可能含有氫氧化鈣；
（2）溶液B中的溶質(zhì)一定含有反應(yīng)生成的氫氧化鈉，可能含有氫氧化鈣或碳酸鈉，因為如果碳酸鈉和氫氧化鈣不能恰好完全反應(yīng)，則有一種物質(zhì)過量；
氫氧化鈣的溶解度隨著溫度的升高而減��；
結(jié)晶的方法包括蒸發(fā)結(jié)晶和降溫結(jié)晶．

解答：解：（1）[猜想與假設(shè)]
氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，因為氫氧化鈣微溶于水，如果氫氧化鈣過量時，可能有部分氫氧化鈣和碳酸鈣一起析出，所以固體A中可能只有碳酸鈣，也可能是氫氧化鈣和碳酸鈣的混合，所以方程式是CaO+H₂O═Ca（OH）₂；
[實驗與探究]
乙同學(xué)認(rèn)為固體A中含有氫氧化鈣，那么加入的試劑應(yīng)該是無色酚酞溶液，酚酞試液變?yōu)榧t色，說明溶液顯堿性，含有氫氧化鈣．故填：無色酚酞溶液；
[反思與評價]
甲同學(xué)的實驗不能證明固體A的成分，理由是加入稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生只能證明有CaCO₃，不能證明有無Ca（OH）₂．故填：加入稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生只能證明有CaCO₃，不能證明有無Ca（OH）₂．
（2）[表達(dá)與交流]
①溶于水的生成物NaOH一定有，而固體中有Ca（OH）₂，說明溶液為Ca（OH）₂的飽和溶液[或Ca（OH）₂微溶于水]，所以一定有Ca（OH）₂或固體中有Ca（OH）₂ 即Ca（OH）₂過量，所以不會有Na₂CO₃；
②加熱時溶液出現(xiàn)渾濁，是因為B溶液為Ca（OH）₂的飽和溶液，Ca（OH）₂的溶解度隨溫度的升高而降低，加熱時會析出Ca（OH）₂．故填：B溶液為Ca（OH）₂的飽和溶液，Ca（OH）₂的溶解度隨溫度的升高而降低，加熱時會析出Ca（OH）₂．
③可以向B溶液中加入適量的碳酸鈉溶液，除去其中的氫氧化鈣，過濾，將濾液加熱濃縮至飽和，降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、烘干得純凈的氫氧化鈉固體．
故填：適量的碳酸鈉溶液；降溫結(jié)晶．
④鈉在焰色反應(yīng)中呈現(xiàn)黃色．
故答案為：（1）CaO+H₂O═Ca（OH）₂；無色酚酞試液；不能；加入稀鹽酸有氣泡只能證明有CaCO₃，不能證明有無Ca（OH）₂
（2）①因為固體中有Ca（OH）₂，說明溶液為Ca（OH）₂的飽和溶液；（合理得分）②B溶液為Ca（OH）₂的飽和溶液，加熱，Ca（OH）₂的溶解度隨溫度的升高而降低，故析出Ca（OH）₂使溶液變渾濁；③碳酸鈉溶液；冷卻熱飽和溶液或降溫結(jié)晶；黃色．

點評：化學(xué)實驗現(xiàn)象是化學(xué)實驗最突出、最鮮明的部分，也是進(jìn)行分析推理得出結(jié)論的依據(jù)，掌握物質(zhì)的性質(zhì)和相互之間的反應(yīng)關(guān)系，有助于提高觀察實驗、進(jìn)行實驗的能力．所以，對化學(xué)實驗不僅要認(rèn)真觀察，還應(yīng)掌握設(shè)計實驗、觀察實驗現(xiàn)象的方法．