Question

请你参与实验室用生石灰制取氢氧化钠固体的研究，将一定量的生石灰加入一只洁净的烧杯中，再加入碳酸钠溶液，充分反应后冷却到室温，通过过滤、洗涤、干燥得到固体A和溶液B，请回答以下问题．
【查阅资料】NaOH、Ca（OH）₂的溶解度

温度（℃）	0	20	40	60	80	100
NaOH的溶解度（g）	42	109	129	174	314	347
Ca（OH）2的溶解度（g）	0.18	0.16	0.14	0.12	0.09	0.07

探究1：固体A中的成分是什么？
【猜想与假设】
甲同学认为是：CaCO₃  乙同学认为是：CaCO₃，Ca（OH）₂
乙同学猜想可能含有Ca（OH）₂的理由是

 

（用方程式表示）．
【实验与探究】为了验证各自的猜想，甲，乙同学分别进行了实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
甲：用一支洁净的试管取少量固体A，再加入过量稀盐酸．	有气泡产生	甲猜想正确
乙：用一支洁净的试管取少量固体A，加水，充分振荡，向上层沉吟液中滴加   ．	上层清液由无色变为红色	乙猜想正确

【反思与评价】同学讨论后认为，甲同学的实验

 

（填“能”或“不能”）证明固体A的成分，理由是

 

．结合甲、乙两位同学的实验证明了乙同学的猜想是正确的，因此确定了固体A的成分．
探究2：溶液B中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】丙同学认为是：NaOH、Na₂CO₃
            丁同学认为是：NaOH、Ca（OH）₂
            戊同学认为是：NaOH
【表达与交流】
①结合对本成分的探究，同学们经过讨论确定了丁同学猜想正确，理由是

 

．
②同学们欲将溶液B加热浓缩，加热不久，溶液出现浑溶，只好停止加热，请解释加热时溶液出现浑浊的原因是

 

．
③同学们立即变换方案，向B溶液中加入适量的

 

，过滤，将滤液加热浓缩至饱和、

 

、再过滤、洗涤、烘干得到比较纯净的氢氧化钠固体．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,生石灰的性质与用途,碱的化学性质,盐的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：【猜想与假设】
氧化钙和水反应能生成氢氧化钙；
【实验与探究】
碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水；
显碱性的溶液能使酚酞试液变红色；
【反思与评价】
根据实验现象可以判断固体的组成情况；
【表达与交流】
因为固体中含有氢氧化钙，所以B溶液是氢氧化钙的饱和溶液；
氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而减小，因此加热氢氧化钙的饱和溶液时，会析出氢氧化钙；
碳酸钠能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；
氢氧化钠的溶解度随着温度的升高而增大，并且受温度影响很大，可以用降温结晶的方法获得氢氧化钠晶体．

解答：解：【猜想与假设】
乙同学猜想可能含有Ca（OH）₂的理由是：氧化钙能和水反应生成氢氧化钙，反应的化学方程式为：CaO+H₂ O═Ca（OH）₂．
故填：CaO+H₂ O═Ca（OH）₂．
【实验与探究】
甲：用一支洁净的试管取少量固体A，再加入过量稀盐酸，有气泡产生，说明固体中含有碳酸钙；
乙：用一支洁净的试管取少量固体A，加水，充分振荡，向上层清液中滴加无色酚酞试液，上层清液由无色变为红色，说明固体中含有氢氧化钙．
故填：无色酚酞试液．
【反思与评价】
甲同学的实验不能证明固体A的成分，这是因为加入稀盐酸产生气泡只能够证明固体中含有碳酸钙，不能证明固体中是否含有氢氧化钙．
故填：不能；加入稀盐酸产生气泡只能够证明固体中含有碳酸钙，不能证明固体中是否含有氢氧化钙．
【表达与交流】
①结合对本成分的探究，同学们经过讨论确定了丁同学猜想正确，理由是：因为固体中含有氢氧化钙，所以溶液B是氢氧化钙的饱和溶液．
故填：因为固体中含有氢氧化钙，所以溶液B是氢氧化钙的饱和溶液．
②加热时溶液出现浑浊的原因是：因为氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而减小，B溶液是氢氧化钙的饱和溶液，加热时会析出氢氧化钙，所以溶液变浑浊．
故填：因为氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而减小，B溶液是氢氧化钙的饱和溶液，加热时会析出氢氧化钙，所以溶液变浑浊．
③向B溶液中加入适量的碳酸钠溶液，过滤，将滤液加热浓缩至饱和、降温结晶、再过滤、洗涤、烘干得到比较纯净的氢氧化钠固体．
故填：碳酸钠溶液；降温结晶．

点评：实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．