Question

12．氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂．某探究小组的同学通过查阅资料得知，氢化钙（CaH₂）遇水反应生成氢氧化钙和氢气．探究小组的同学把一定量的CaH₂加入Na₂CO₃溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，经检验，滤渣的成分是碳酸钙．
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】
猜想一：NaOH         　　猜想二：NaOH和Ca（OH）₂．
猜想三：NaOH和Na₂CO₃    猜想四：NaOH、Na₂CO₃和Ca（OH）₂
经过讨论，大家一致认为猜想四不合理，其原因是Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
【实验验证】

实验	现象	结论
实验一：取滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液	无明显现象	猜想二不成立
实验二：另取滤液，向其中加入足量稀盐酸	先无变化后产生气泡	猜想三成立

实验二中发生明显现象的化学方程式是Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
【反思与拓展】登山运动员常用CaH₂作为能源提供剂，与氢气相比的优点是携带安全．

Answer 1

分析 由题目的信息可知：氢氧化钙和碳酸钠反应时，可能恰好完全反应，这时的滤液中含有的溶质是氢氧化钠；如果氢氧化钙过量时，滤液中含有的溶质是氢氧化钠和氢氧化钙；如果碳酸钠过量时，滤液中含有的溶质是氢氧化钠和碳酸钠，猜想三应是氢氧化钠和碳酸钠；另外由题目的信息可知：猜想四是不合理的，因为碳酸钠与氢氧化钙不能共存，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠，配平即可；
在实验一中，取滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液，无明显现象，说明没有氢氧化钙，即猜想二不成立；
实验二：另取滤液，向其中加入足量稀盐酸，观察到先无变化后产生气泡的现象时，说明滤液中含有氢氧化钠和碳酸钠，即猜想三成立；若向NH₄Cl的溶液中加一定量CaH₂，充分反应，产生的气体是氧气、氨气，因为氢化钙（CaH₂）与水反应生成氢氧化钙和氢气，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙和水和氨气；登山运动员常用CaH₂作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是携带安全．

解答 解：【猜想与假设】
由题目的信息可知：氢氧化钙和碳酸钠反应时，可能恰好完全反应，这时的滤液中含有的溶质是氢氧化钠；如果氢氧化钙过量时，滤液中含有的溶质是氢氧化钠和氢氧化钙；如果碳酸钠过量时，滤液中含有的溶质是氢氧化钠和碳酸钠，猜想二应是氢氧化钠和碳酸钠；
由题目的信息可知：猜想四是不合理的，因为碳酸钠与氢氧化钙不能共存，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠，配平即可；故答案为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
【实验证明】
实验一，取滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液，没有产生沉淀，说明没有氢氧化钙，即猜想二不成立；
实验二：另取滤液，向其中加入足量稀盐酸，观察到先无变化后产生气泡的现象时，说明滤液中含有氢氧化钠和碳酸钠，即猜想三成立；
碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
【反思与拓展】
登山运动员常用CaH₂作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是携带安全；
故答案为：
【猜想与假设】NaOH和Ca（OH）₂；Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
【实验证明】实验一：猜想二；实验二：先无变化后产生气泡．Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
【反思与拓展】携带安全．

点评 本题既考查了实验步骤的设计，又考查了化学方程式的书写，还对实验进行了评价，综合性比较强．实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究．同学们要具体分析，综合掌握．