Question

请你参与某学习小组进行研究性学习的过程，并协助完成相关任务．
小华同学向一定量的纯碱溶液中投入一定量的生石灰，充分反应，冷却到常温后，观察到有白色不溶物，过滤，得滤液A和白色固体B．
写出上述实验中有关的化学方程式：________，________．
[问题]滤液成分是什么？白色固体的成分是什么？
[猜想]请补充完成下列猜想．

猜想	（1）	（2）	（3）	（4）
滤液A的溶质	NaOH	NaOH Na2CO3	NaOH Ca（OH）2	________
白色固体B的成分	CaCO3	________	CaCO3	CaCO3、Ca（OH）2

[实验]实验得知，猜想（3）是正确的．请完成下列实验[证明猜想（3）的滤液A]报告．

实验步骤	实验现象	实验结论
________	________	溶液中的溶质是 NaOH和Na2CO3

Answer 1

解：生石灰是氧化钙，能与水反应生成氢氧化钙，方程式为CaO+H₂O═Ca（OH）₂，纯碱是碳酸钠能和氢氧化钙反应，生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，方程式为Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
[猜想]（1）加入很少量的生石灰，即生成不足的氢氧化钙，与原溶液中的碳酸钠反应后，碳酸钠还有剩余．此时，滤液A中的溶质有剩余的碳酸钠、生成的氢氧化钠，白色固体B的成分为碳酸钙．
（2）加入适量的生石灰，生成的氢氧化钙和原溶液中的碳酸钠恰好完全反应．此时，滤液A中的溶质为生成的氢氧化钠，白色固体B的成分为碳酸钙．
（3）加入生石灰的量较多，生成的氢氧化钙过量且过量部分完全溶解．此时，滤液A中的溶质除生成的氢氧化钠，还有氢氧化钙，即是氢氧化钠和氢氧化钙两种溶质，白色固体B的成分仍为碳酸钙．
（4）加入生石灰的量，生成的氢氧化钙过量且过量部分不能完全溶解，此时，滤液A中的溶质仍为氢氧化钠和氢氧化钙，白色固体B的成分除了碳酸钙以外还有未溶解的氢氧化钙．
即

猜想	（1）	（2）	（3）	（4）
滤液A的溶质	NaOH	NaOH Na2CO3	NaOH Ca（OH）2	NaOH Ca（OH）2
白色固体B的成分	CaCO3	CaCO3	CaCO3	CaCO3、Ca（OH）2

[实验]如猜想（3）是正确的，猜想（3）的滤液A中含有氢氧化钠和碳酸钠两种溶质，先向溶液A中加入足量的CaCl₂或者BaCl₂，通过生成沉淀证明并且除去碳酸钠，然后过滤，向滤液中再加酚酞溶液，通过溶液变绝色来证明氢氧化钠的存在．即

实验步骤	实验现象	实验结论
滤液A少量于试管中，向其中加入过量的氯化钡溶液；过滤后再滤液中加入几滴酚酞试液．	产生白色沉淀 溶液变成红色	溶液中的溶质是 NaOH和Na2CO3

故答案为：CaO+H₂O═Ca（OH）₂；Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；
[猜想]

猜想	（1）	（2）	（3）	（4）
滤液A的溶质	NaOH	NaOH Na2CO3	NaOH Ca（OH）2	NaOH Ca（OH）2
白色固体B的成分	CaCO3	CaCO3	CaCO3	CaCO3、Ca（OH）2

[实验]：

实验步骤	实验现象	实验结论
滤液A少量于试管中，向其中加入过量的氯化钡溶液；过滤后再滤液中加入几滴酚酞试液．	产生白色沉淀 溶液变成红色	溶液中的溶质是 NaOH和Na2CO3

（合理答案均可）
分析：根据纯碱和生石灰的化学性质书写方程式．
[猜想]题目的关键是“一定量的生石灰”，这个“量”是不确定的，思考的时候按照生石灰的量由少到多，分析它与水反应生成的氢氧化钙在与碳酸钠反应时，二者谁过量，二者的量不同，反应结果不同，即反应后剩余的物质不同．
[实验]如猜想（3）是正确的，猜想（3）的滤液A中含有氢氧化钠和碳酸钠两种溶质，根据氢氧化钠与碳酸钠的化学性质，前者与可溶性的钙盐或钡盐不能反应生成沉淀，后者可以，故可用CaCl₂或者BaCl₂溶液来证明氢氧化钙的存在，氢氧化钠可用指示剂来证明，但碳酸钠溶液也呈碱性，要防止生成的碳酸钠造成干扰，证明的顺序为：证明并且除去碳酸钠（但不生成碱），可加入足量的CaCl₂或者BaCl₂；然后再加酚酞证明氢氧化钠．
点评：本题是一条具有一定难度的综合性的探究题，着重考查了学生对酸、碱、盐化学性质的掌握，并要求能熟练运用酸碱盐之间的相互反应．培养了学生的分析能力、理解能力和推理判断能力．