Question

20．某化学兴趣小组的同学在用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液时，进行了如图所示的实验，请你一起参与井回答下列问题．
（1）写出试管②中反应的化学方程式：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
（2）实验结束后，同学们将①、②两支试管中的废液倒入同一干净的烧杯中，看到废液浑浊，就对废液进行了过滤，小红等几位同学对滤液的成分又进行了探究：
【提出问题】滤液除水外还含有哪些物质？
【猜想】
小红认为：只有氢氧化钠；
小明认为：可能含有氢氧化钠、碳酸钠和氢氧化钙；
小亮认为：可能含有氢氧化钠和碳酸钠；
你认为可能是：氢氧化钠和氢氧化钙．
【讨论】你认为小红、小明、小亮三位中谁的猜想不合理，请说明理由：小明猜想不合理，因为Na₂CO₃和Ca（OH）₂能发生反应，不能共存．
【实验设计】设计一个简单的实验证明你的猜想正确．

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量滤液于试管中，①滴入碳酸钠溶液	②试管中出现白色浑浊	你的猜想正确

【实验分析】小亮同学针对自己的猜想进行了如下实验：取少量滤液于试管中，滴加几滴稀盐酸，发现没有气泡产生，于是他认为自己的猜想不成立．你认为小亮同学对实验结果判断是否正确？请说明理由不正确，因有氢氧化钠存在，滴入几滴稀盐酸量太少，不会立即出现气泡，但Na₂CO₃有可能存在．
【反思拓展】通过以上探究，你认为应怎样处理上述实验后的废液才能倒入下水道？

Answer 1

分析 （1）根据反应物、生成物以及反应原理书写方程式．
（2）【猜想】根据碳酸钠和氢氧化钙反应时，可能刚好完全反应，也可能其中的一种过量，结合题中的猜想进行分析，
【讨论】根据碳酸钙离子和钙离子会生成沉淀进行分析，
【实验设计】根据猜想，只要设计实验验证氢氧化钙存在进行分析，
【实验分析】根据盐酸也可以与氢氧化钠反应进行分析．
【反思拓展】②根据上面的推导可知废液显碱性，不能直接排入下水道进行分析．

解答 解：（1）碳酸钠和氢氧化钙反应生成白色的碳酸钙沉淀和氢氧化钠，化学方程式为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；
（2）【猜想】根据反应原理可知，两者恰好完全反应，也可能其中的一种过量，结合已有的猜想，所以还可能为：氢氧化钠和氢氧化钙；
【讨论】碳酸根离子和钙离子会直接反应生成碳酸钙沉淀，所以理由为：小明猜想不合理，因为Na₂CO₃和Ca（OH）₂能发生反应，不能共存；
【实验设计】由于两者的差别在于阳离子，所以可以加入只和氢氧化钙反应的物质，即不利用碱的通性，所以可以加入可溶性碳酸盐从而沉淀钙离子，设计实验为：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样品于试管中，滴入碳酸钠溶液	试管中出现白色浑浊	你的猜想正确

【实验分析】盐酸也可以和氢氧化钠反应，加入盐酸的量比较少，还没有与碳酸钠反应，就用完了，也不会出现气体，所以原因是：不正确，因有氢氧化钠存在，滴入几滴稀盐酸量太少，不会立即出现气泡，但Na₂CO₃有可能存在；
【反思拓展】②根据上面的检验可知溶液显碱性，一般中性的溶液才能排入下水道中，所以处理方法为：在废液中加酸至溶液的pH=7．
故答案为：（1）Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；
（2）【猜想】氢氧化钠和氢氧化钙；
【讨论】小明猜想不合理，因为Na₂CO₃和Ca（OH）₂能发生反应，不能共存；
【实验设计】

实验步骤	实验现象	实验结论
取样品于试管中，滴入碳酸钠溶液	试管中出现白色浑浊	你的猜想正确

【实验分析】不正确，因有氢氧化钠存在，滴入几滴稀盐酸量太少，不会立即出现气泡，但Na₂CO₃有可能存在；
【反思拓展】②在废液中加酸至溶液的pH=7．

点评 在做此类题时，首先弄清所要鉴别的物质的不同性质，然后选择适当的试剂进行鉴别，出现不同的现象，在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑反应物的过量问题．