Question

3．据有关资料介绍：将贝壳（主要成分是碳酸钙）灼烧后与草木灰（主要成分是碳酸钾）在水中作用，可以得到氢氧化钾．某化学课外小组的同学们为了制取氢氧化钾，将少量碳酸钙充分灼烧后的固体放入烧杯中，再向其中加入一定量10%的碳酸钾溶液，充分反应冷却后过滤、洗涤得到固体A和溶液B，操作步骤如图所示．请你与小组同学共同完成以下探究：

【提出问题1】固体A中的成分是什么？
【猜想与假设】甲同学：只有CaCO₃  乙同学：CaCO₃、Ca（OH）₂
【实验与探究】甲、乙同学为了验证各自的猜想，分别进行了了实验：

实验内容	实验现象	实验结论
甲同学：取少量固体于试管中，向其中加入稀盐酸．	有气泡产生	自己的猜想正确
乙同学：取少量固体于试管中，加水充分溶解、过滤，向滤液中滴加（1）酚酞试液	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（2）加入稀盐酸有气泡只能证明有碳酸钙，不能证明有无氢氧化钙；而乙同学的实验能证明他的猜想，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】丙同学：KOH、K₂CO₃  丁同学：KOH、Ca（OH）₂
【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（3）丁同学猜想正确，理由是（4）固体中含有氢氧化钙，说明溶液中的碳酸钾已完全反应．为了得到纯净的氢氧化钾，需要向溶液B中滴加适量的一种溶液，发生反应的化学方程式为（5）K₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2KOH，小组同学通过相应的实验操作最终制得了氢氧化钾．

Answer 1

分析 【实验与探究】根据氢氧化钙溶液呈碱性及酚酞遇碱变红，由溶液由无色变为红色，可判断所加试液为酚酞试液；
【反思与评价】加入盐酸出现气泡可以说明固体中含有碳酸钙，却不能说明只含有碳酸钙，因此，可判断甲的实验设计存在问题；
【表达与交流】根据上述对固体成分的探究可知固体中含有氢氧化钙，可说明溶液中碳酸钾已完全反应，因此所得滤液B中不应含有碳酸钾；根据氢氧化钙与碳酸钾反应可生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾，可推断使用碳酸钾除去混在氢氧化钾中的氢氧化钙．

解答 解：【实验与探究】由于乙同学猜想固体中含有氢氧化钙，利用观察到溶液由无色变为红色的实验现象，根据氢氧化钙溶液呈碱性及酚酞遇碱变红，可判断所加试液为酚酞试液；
【反思与评价】加入稀盐酸有气泡只能证明有碳酸钙，不能证明有无氢氧化钙，因此可判断甲同学的实验不能证明他的猜想；
【表达与交流】在对固体成分探究时，证明固体中含有未反应完的氢氧化钙，若溶液中含碳酸钾会继续与氢氧化钙发生反应，因此可判断剩余溶液中不会含有碳酸钾，故丙同学猜想不正确；
向混有氢氧化钙的氢氧化钾溶液中加入适量的碳酸钾，碳酸钾与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾，达到除去氢氧化钙而得到较为纯净氢氧化钾的目的；
故答案为：
（1）酚酞试液；
（2）加入稀盐酸有气泡只能证明有碳酸钙，不能证明有无氢氧化钙；
（3）丁；
（4）固体中含有氢氧化钙，说明溶液中的碳酸钾已完全反应；
（5）K₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2KOH．

点评 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．