Question

课堂上老师完成了碳酸钠溶液和澄清石灰水反应的演示实验后，对浑浊液体过滤得到澄清滤液；接着师生对话如下表：
人员       对话
老师      问：滤液里可能含有哪些溶质呢？
甲同学    答：可能是NaOH、Na₂CO₃
乙同学    答：可能是NaOH、Na₂CO₃、Ca（OH）₂
丙同学    答：可能是NaOH
丁同学    答：可能是

 

．
（1）假设你是丁同学，请你也提出一个与甲、乙、丙同学不同的猜想，把猜想写在上面横线上．并对你自己的猜想设计一个简单的实验加以证明．

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，		自己的猜想成立

（2）你认为甲、乙、丙同学的猜想都合理吗？如有不合理的请说明理由．

 

（3）甲同学针对自己的猜想进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入足量稀盐酸	没有气体产生	甲的猜想不成立

你认为甲同学的实验设计是否正确？请说明理由

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,碱的化学性质,盐的化学性质

专题：科学探究

分析：利用对碳酸钠和澄清石灰水完全反应生成物的认识，及不完全反应的碳酸钠过量或澄清石灰水过量的情况进行分析，得出物质存在的可能，完成对物质组成的猜想；
（1）根据氢氧化钙与氢氧化钠性质或变化规律的不同，选取行当的物质设计实验证明溶液中氢氧化钙的存在进行分析；
（2）根据碳酸钠与氢氧化钙可以发生反应，不能共存于同一溶液中，对猜想中物质存在的可能性进行分析，对几种猜想进行评价；
（3）根据碳酸钠与盐酸反应可放出气体二氧化碳，但若溶液中存在氢氧化钠时，产生的少量气体二氧化碳又会被溶液中氢氧化钠吸收，而观察不到有气体放出的现象，因此，此时需要加入较多量的稀盐酸进行分析．

解答：解：根据碳酸钠溶液和澄清石灰水发生反应，若恰好完全反应，所得溶液为氢氧化钠溶液；若反应中碳酸钠有剩余，所得溶液为氢氧化钠溶液与碳酸钠溶液的混合溶液；若反应中氢氧化钙溶液有剩余，所得溶液则为氢氧化钠溶液与氢氧化钙的混合溶液；其中两种可能已被另两位同学做了猜想，所以丁的猜想只能为：氢氧化钠溶液与氢氧化钙溶液的混合物；
（1）氢氧化钠和氢氧化钙同属于碱，其化学性质很相似，但在发生反应时所现象的现象却因金属离子的不同而不同；如与气体二氧化碳反应时，氢氧化钙能形成沉淀而氢氧化钠与二氧化碳因生成可溶性的碳酸钠而无明显现象；利用变化时现象的不同，可证明氢氧化钙的存在；

实验步骤	实验现象	实验结论
通入二氧化碳	出现白色沉淀

（2）乙同学在进行猜想时，没有充分考虑到碳酸钠和氢氧化钙都有剩余时，反应还会继续进行；因此乙的猜想错误；
（3）通过向氢氧化钠溶液与碳酸钠溶液的混合溶液中滴加少量稀盐酸时，稀盐酸与碳酸钠反应产生的少量气体会被氢氧化钠吸收而观察不到有气体放出，因此，滴加少量稀盐酸看不到气泡不能得到溶液不含碳酸钠的结论；但甲同学误认为如有碳酸钠，加入足量稀盐酸会产生气体．
故答案为：可能含有NaOH和Ca（OH）₂；
（1）

实验步骤	实验现象	实验结论
通入二氧化碳	出现白色沉淀

（2）乙同学不合理，因为Na₂CO₃、Ca（OH）₂会发生化学反应，不能同时存在；
（3）如果有碳酸钠，加入足量稀盐酸会产生气体．

点评：对反应后所得溶液的组成进行猜想时，首先可以确定反应后的生成物的存在，然后根据反应物的过量情况，对所得溶液进行猜想．