Question

(6分)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                                             、

                                                                       。

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                                 。

【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___       。	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

  __________________________                                    __________；

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__________________                                  _________________。

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                                                    

                                                                          。

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。

 

Answer 1

【答案】

CaO + H₂O = Ca(OH)₂   （1分） Ca(OH)₂ + Na₂CO₃= CaCO₃↓+ 2NaOH （1分）

【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 （1分）

【实验与探究】酚酞溶液 （1分）

【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   （1分）

【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，所以一定有Ca(OH)₂ 或固体中有Ca(OH)₂ 即Ca(OH)₂过量，故不会有Na₂CO₃。 （1分）

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

【解析】生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙又会与碳酸钠反应。

【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】无色酚酞试剂遇碱溶液变红色，常用来鉴别碱溶液

【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，所以溶液中一定有Ca(OH)₂，故不会有Na₂CO₃。

因为B溶液为Ca(OH)₂的饱和溶液， Ca(OH)₂的溶解度随温度的升高而降低，故加热会有晶体析出。