Question

某化學實驗小組的同學想通過化學反應，制取一定量的氫氧化鈉溶液，具體操作如圖所示：

【實驗】張南同學將一定量的澄清石灰水倒入Na₂CO₃溶液中，用玻璃棒充分攪拌后，過濾，得到無色濾液，張南同學認為：“這樣就制得了純凈的氫氧化鈉溶液”．但同學們提出了異議．
【提出問題】濾液中溶質(zhì)的成分一定是氫氧化鈉嗎？
【猜想與假設】甲同學猜想溶質(zhì)是NaOH、Na₂CO₃和Ca（OH）₂；
乙同學猜想溶質(zhì)只是NaOH；
丙同學猜想溶質(zhì)是NaOH和Ca（OH）₂；
【反思與評價1】同學們經(jīng)過討論一致認為甲同學猜想是錯誤的，其理由是

 

；
【反思與評價2】乙同學的猜想和張南的想法是相同的，他猜想的根據(jù)是

 

；
【實驗驗證1】乙同學為了驗證自己猜想，實驗設計如下：乙同學取少量濾液于試管中，向其中滴加了無色的酚酞溶液，觀察到了試管中的溶液變紅的現(xiàn)象，于是張南同學和乙同學認為自己的猜想正確．請對此作出評價

 

；
【實驗驗證2】丙同學認為自己的猜想是正確的，于是丙同學取一定量的濾液于試管中，向其中加入碳酸鈉溶液，觀察到有白色沉淀產(chǎn)生，認為自己猜想正確．請對此作出評價

 

；
【表達與交流】甲、乙、丙和張南同學經(jīng)過討論后，認為：“若丙同學猜想的是正確的，通過某種操作，也可以制得純凈的氫氧化鈉溶液”．做法為：向所得溶液中加入

 

，而后經(jīng)過

 

（填具體操作）后，即可得到純凈的氫氧化鈉溶液．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,堿的化學性質(zhì),鹽的化學性質(zhì)

專題：科學探究

分析：【反思與評價1】考慮甲同學猜想中Na₂CO₃和Ca（OH）₂發(fā)生化學反應，在溶液中不能共存；
【反思與評價2】考慮澄清石灰水[或Ca（OH）₂]與Na₂CO₃溶液恰好完全反應的生成物，進行分析；
【實驗驗證1】考慮堿性物質(zhì)都能使無色的酚酞溶液變紅，如碳酸鈉溶液等；
【實驗驗證2】考慮碳酸鈉溶液與氫氧化鈣反應生成白色沉淀；
【表達與交流】考慮碳酸鈉溶液與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，而后經(jīng)過過濾后，即可得到純凈的氫氧化鈉溶液．

解答：解：
【反思與評價1】因為 Na₂CO₃和Ca（OH）₂發(fā)生化學反應，在溶液中不能共存，則甲同學猜想是錯誤的；
【反思與評價2】因為澄清石灰水[或Ca（OH）₂]與Na₂CO₃溶液恰好完全反應生成碳酸鈣沉淀和可溶于水的氫氧化鈉；故乙同學的猜想和張南的想法是相同的；
【實驗驗證1】乙同學取少量濾液于試管中，向其中滴加了無色的酚酞溶液，觀察到了試管中的溶液變紅的現(xiàn)象，乙同學的猜想不正確，因為NaOH、Na₂CO₃和Ca（OH）₂都能使無色酚酞試液變紅，有可能還含有Na₂CO₃或Ca（OH）₂；
【實驗驗證2】丙同學取一定量的濾液于試管中，向其中加入碳酸鈉溶液，觀察到有白色沉淀產(chǎn)生．故丙同學認為自己的猜想是正確，加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中有Ca（OH）₂，氫氧化鈉為生成的可溶性的物質(zhì)一定含有；
【表達與交流】若丙同學猜想的是正確的，通過某種操作，也可以制得純凈的氫氧化鈉溶液，做法為：向所得溶液中加入 適量的碳酸鈉溶液，而后經(jīng)過 過濾后，即可得到純凈的氫氧化鈉溶液．
故答案為：
（1）Na₂CO₃和Ca（OH）₂發(fā)生化學反應，在溶液中不能共存；
（2）澄清石灰水[或Ca（OH）₂]與Na₂CO₃溶液恰好完全反應生成碳酸鈣沉淀和可溶于水的氫氧化鈉；
（3）不正確，NaOH、Na₂CO₃和Ca（OH）₂都能使無色酚酞試液變紅，有可能還含有Na₂CO₃或Ca（OH）₂；（若溶質(zhì)是NaOH和Ca（OH）₂，滴加無色酚酞溶液也變紅，因此，張南和乙同學做法不正確）．合理即可．
（4）正確，加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中有Ca（OH）₂，氫氧化鈉為生成的可溶性的物質(zhì)一定含有；
（5）適量的碳酸鈉溶液；（6）過濾

點評：本題綜合考查了酸堿鹽之間的復分解反應，以及量的關系導致物質(zhì)剩余的猜測，屬于難度較大的題目．要完成此類題目，需要熟練掌握酸堿鹽的化學性質(zhì)，以及相互之間發(fā)生的化學反應和所產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象．