Question

（2012?攀枝花）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

CaO+H₂O=Ca（OH）₂、Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH；

．
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

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】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 酚酞溶液 ．	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

加入稀盐酸有气泡只能证明有CaCO₃，不能证明有无Ca（OH）₂

；
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】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

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[或Ca（OH）₂微溶于水]，所以一定有Ca（OH）₂或固体中有Ca（OH）₂即Ca（OH）₂过量，所以不会有Na₂CO₃

．
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

B溶液为Ca（OH）₂的饱和溶液，加热，Ca（OH）₂的溶解度随温度的升高而降低，故析出Ca（OH）₂

．
该小组同学立即变换方案，向溶液B中继续滴加碳酸钠溶液至不再产生沉淀为止，过滤，再将滤液加热蒸发，冷却结晶，过滤得纯净的氢氧化钠固体．

Answer 1

分析：根据生石灰和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀进行解答；
【猜想与假设1】根据常温下氢氧化钙的溶解度小进行解答；
【实验与探究】根据碱溶液遇到酚酞试液显红色进行解答；
【反思与评价】根据加入稀盐酸有气泡只能证明有CaCO₃，不能证明有无Ca（OH）₂进行解答；
【表达与交流】根据碳酸钠和氢氧化钙反应中是恰好反应还是某一物质有剩余以及Ca（OH）₂的溶解度随温度的升高而降低进行解答．

解答：解：生石灰和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀，发生反应的化学方程式为：CaO+H₂O=Ca（OH）₂、Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH；；
【猜想与假设1】常温下氢氧化钙的溶解度小．乙同学猜想可能含有的Ca（OH）₂理由是常温下Ca（OH）₂ 微溶于水，可能会有Ca（OH）₂不能溶解；
【实验与探究】碱溶液遇到酚酞试液显红色，取少量固体于试管中，加水充分振荡，过滤，向滤液中滴加酚酞溶液，溶液由无色变为红色，乙的猜想正确；
【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，所以甲同学的实验不能证明他的猜想；
【表达与交流】碳酸钠和氢氧化钙反应中是恰好反应还是某一物质有剩余，无论哪一种情况都有氢氧化钠，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[或Ca（OH）₂微溶于水]，所以一定有Ca（OH）₂或固体中有Ca（OH）₂ 即Ca（OH）₂过量，所以不会有Na₂CO₃；
Ca（OH）₂的溶解度随温度的升高而降低，该小组同学欲将溶液B加热浓缩，加热不久，溶液出现浑浊，原因：B溶液为Ca（OH）₂的饱和溶液，加热，Ca（OH）₂的溶解度随温度的升高而降低，故析出Ca（OH）₂．
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】：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[或Ca（OH）₂微溶于水]，所以一定有Ca（OH）₂或固体中有Ca（OH）₂ 即Ca（OH）₂过量，所以不会有Na₂CO₃；
B溶液为Ca（OH）₂的饱和溶液，加热，Ca（OH）₂的溶解度随温度的升高而降低，故析出Ca（OH）₂．

点评：通过回答本题知道了在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外还需考虑反应物是否有剩余，两种物质发生反应时，若其中一种反应物有剩余，可判断另一种反应物一定完全反应．