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(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;
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
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
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
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
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
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.
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.
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