Question

4．某兴趣小组同学在实验室用自来水配制氢氧化钠溶液时，发现溶液中有白色浑浊物．对此现象小组同学都感到疑惑，于是进行了如下探究．
【提出问题】白色浑浊物是什么物质？
【查阅资料】①自来水是硬水，常常含有Ca（HCO₃）₂ 和Mg（HCO₃）₂．
②Ca（HCO₃）₂ 能与氢氧化钠反应：Ca（HCO₃）₂+2NaOH=CaCO₃↓+2H₂O+Na₂CO₃
Mg（HCO₃）₂能与氢氧化钠反应：Mg（HCO₃）₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2H₂O+Na₂CO₃
③Mg（OH）₂在热水中溶解度增大，可形成稀溶液．
【作出猜想】猜想一：白色浑浊物是CaCO₃猜想二：白色浑浊物是Mg（OH）₂
猜想三：白色浑浊物是CaCO₃和Mg（OH）₂．
【实验探究】

（1）步骤Ⅰ中，发现杯壁发烫，原因是  氢氧化钠溶解放出热量．
（2）若现象a酚酞溶液不变色，现象b有气泡冒出，则猜想一正确，有关反应的化学方程式是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）若现象a液体变红、现象b有气泡冒出，则猜想三正确．
【拓展延伸】（1）小红同学认为滤液B中只含有Na₂CO₃，但小霞同学认为滤液B中还可能存在NaOH．于是，小霞取少量滤液B于试管中，滴加无色酚酞溶液，发现酚酞溶液变红，证明滤液B中确实有NaOH．
小薇认为由小霞的实验得出的结论不正确，理由是碳酸钠溶液显碱性，也能使无色酚酞溶液变红．
为了证明NaOH确实存在，请你写出对小霞实验方案的改进措施在加入无色酚酞溶液之前，先加入足量的氯化钙溶液或氯化钡溶液以除去碳酸钠的干扰．
（2）写出从该滤液B中得到纯NaOH溶液的化学方程式Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
【实验反思】
（1）实验室在配制溶液时，应该使用蒸馏水．
（2）判断自来水是硬水的方法是加肥皂水振荡，产生泡沫较少．

Answer 1

分析 根据查阅资料：自来水是硬水，常常含有Ca（HCO₃）₂ 和Mg（HCO₃）₂．Ca（HCO₃）₂+2NaOH=CaCO₃↓+2H₂O+Na₂CO₃，
Mg （HCO₃）₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2H₂O+Na₂CO₃，及氢氧化钠溶解放出热量，而Mg（OH）₂在热水中溶解度增大，可推测猜想三：白色浑浊物是白色浑浊物是CaCO₃和Mg（OH）₂；
若现象a酚酞溶液不变色，说明不含氢氧化镁；现象b有气泡冒出，说明含有碳酸钙；碳酸钠溶液显碱性，也能使无色酚酞溶液变红，所以在加入无色酚酞溶液之前，先加入足量的氯化钙溶液或氯化钡溶液以除去碳酸钠的干扰．
由此可知实验室在配制溶液时应该使用蒸馏水（或纯水）；用肥皂水可鉴别软硬水进行解答．

解答 解：根据查阅资料：自来水是硬水，常含有Ca（HCO₃）₂ 和Mg（HCO₃）₂；Ca（HCO₃）₂+2NaOH=CaCO₃↓+2H₂O+Na₂CO₃，
Mg （HCO₃）₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2H₂O+Na₂CO₃，及氢氧化钠溶解放出热量，而Mg（OH）₂在热水中溶解度增大，可推测猜想三：白色浑浊物是白色浑浊物是CaCO₃和Mg（OH）₂；
【实验探究】
（1）取氢氧化钠于烧杯中，加自来水水搅拌，杯壁发烫，原因是：氢氧化钠溶解放出热量；
（2）Mg（OH）₂在热水中溶解度增大，可形成稀溶液，显碱性，若现象a酚酞溶液不变色，说明不含氢氧化镁；现象b有气泡冒出，说明含有碳酸钙；碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
③若猜想三是正确的，需要现象a液体变红；现象b有气泡冒出；
【拓展延伸】（1）碳酸钠溶液显碱性，也能使无色酚酞溶液变红，所以在加入无色酚酞溶液之前，先加入足量的氯化钙溶液或氯化钡溶液以除去碳酸钠的干扰．
（2）要得到纯NaOH溶液就需要将碳酸钠除去，可加入适量的氢氧化钙溶液；化学方程式为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；
【实验反思】
（1）通过上述实验可知实验室在配制溶液时应该使用蒸馏水（或纯水）．
（2）鉴别自来水是硬水的方法是在自来水中加肥皂水，振荡，产生泡沫较少；
故答案为：【作出猜想】CaCO₃ 和Mg（OH）₂；
【实验探究】（1）氢氧化钠溶解放出热量；
（2）一；CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）现象a液体变红； 现象b有气泡冒出；
【拓展延伸】（1）碳酸钠溶液显碱性，也能使无色酚酞溶液变红．
在加入无色酚酞溶液之前，先加入足量的氯化钙溶液或氯化钡溶液以除去碳酸钠的干扰；
（2）Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；
【实验反思】（1）蒸馏（或纯）；（2）加肥皂水振荡，产生泡沫较少（或较多浮渣）．

点评 本题主要考查学生运用所学化学知识综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．