Question

16．在古代，人们常用贝壳（主要成分是碳酸钙，杂质不参加反应且不溶于水）和纯碱为原料制取烧碱．某小组同学按题如图所示流程进行实验，请你参与探究并回答相关问题．

（1）贝壳高温锻烧时，发生反应的化学方程式是CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
（2）操作I中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；
（3）溶液蒸发结晶得到固体C的过程中，常用玻璃棒搅拌，其目的是使液体受热均匀，防止液滴外溅；
【问题与发现】该小组同学所得固体C一定是纯净的NaOH吗？
【猜想与假设】根据反应原理，甲、乙、丙三位同学提出以下猜想：
 甲：纯净的NaOH     乙：NaOH和Na₂CO₃的混合物      丙：NaOH和Ca（OH）₂的混合物
【探究与验证】甲、乙、丙三位同学分别设计下列方案，对自己的猜想进行验证．实验操作、现象和结论如下表，请参与他们的探究并完成所缺内容．

	实验操作	现象	结论
甲	取少量固体C，溶于适量水形成溶液后，滴加几滴酚酞试液	溶液变红	猜想成立
乙	取少量固体C，溶于适量水形成溶液后，滴加足量的 稀盐酸	无气泡产生	猜想不成立
丙	取少量固体C，溶于适量水形成溶液后，滴加几滴饱和Na2CO3溶液	生成白色沉淀	猜想成立

【反思与评价】同学们认真研究实验流程，讨论后一致认为甲同学的实验方案不正确，理由是因为碳酸钠、氢氧化钙的水溶液都显碱性，它们都能够使酚酞试液变红色，所以酚酞试液变红色，不能说明是纯净的氢氧化钠．．
【拓展】请设计实验方案验证实验室久置的氢氧化钠溶液已经部分变质：取少量氢氧化钠溶液，向其中滴加适量的氯化钙溶液，观察到有白色沉淀生成，至不再产生沉淀后，取上层清液，向其中滴加酚酞试液，溶液变为红色，综上则说明氢氧化钠部分变质．．

Answer 1

分析 （1）根据碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳进行分析；
（2）根据过滤时要用到的主要仪器之一是漏斗进行分析；
（3）根据玻璃棒的用途有搅拌、引流、转移物质等进行分析；
【猜想与假设】根据反应生成的产物作出猜想；
【探究与验证】根据显碱性的溶液能使酚酞试液变红色，碳酸钠能和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，碳酸钠能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠进行分析；
【反思与评价】根据碳酸钠、氢氧化钙的水溶液都显碱性，都能够使酚酞试液变红色进行分析；
【拓展】根据氢氧化钠的性质和变质后的产物为碳酸钠进行解答即可．

解答 解：（1）碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为：CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）操作I中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；
（3）溶液蒸发结晶得到固体C的过程中，常用玻璃棒搅拌，其目的是：使液体受热均匀，防止液滴外溅；
【猜想与假设】氧化钙和水反应生成了氢氧化钙，而氢氧化钙可以和碳酸钠反应生成氢氧化钠，若氢氧化钙是过量的，则在反应后的溶液中还含有氢氧化钙，即丙可以作出固体C为氢氧化钠和氢氧化钙的猜想；
【探究与验证】乙：取少量固体C，溶于适量水形成溶液后，滴加足量的稀盐酸，如果无气泡产生，说明氢氧化钠中不含有碳酸钠，猜想不成立；
丙：取少量固体C，溶于适量水形成溶液后，滴加几滴饱和碳酸钠溶液，如果出现白色沉淀，说明氢氧化钠中含有氢氧化钙，猜想成立；

	实验操作	现象	结论
甲	取少量固体C，溶于适量水形成溶液后，滴加几滴酚酞试液	溶液变红	猜想成立
乙	取少量固体C，溶于适量水形成溶液后，滴加足量的稀盐酸	无气泡产生	猜想不成立
丙	取少量固体C，溶于适量水形成溶液后，滴加几滴饱和Na2CO3溶液	生成白色沉淀	猜想成立

【反思与评价】根据实验流程，可以判定甲同学设计的方案不严密，理由是：因为碳酸钠、氢氧化钙的水溶液都显碱性，无论碳酸钠过量还是氢氧化钙过量，混有碳酸钠或氢氧化钙的氢氧化钠配成溶液后，都能够使酚酞试液变红色，所以酚酞试液变红色，不能说明是纯净的氢氧化钠，故甲同学设计的方案是错误的；
【拓展】氢氧化钠不能和氯化钙反应，而变质后生成的碳酸钠可以和氯化钙反应，所以可以用氯化钙溶液来进行检验，即：取适量氢氧化钠溶液，向其中滴加适量的氯化钙溶液，观察到有白色沉淀生成，至不再产生沉淀后，取上层清液，向其中滴加酚酞试液，溶液变为红色，综上则说明氢氧化钠变质．
故答案为：（1）CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）漏斗；
（3）使溶液体受热均匀，防止液滴外溅；
【猜想与假设】氢氧化钠和氢氧化钙；
【探究与验证】

	实验操作	现象	结论
甲
乙	稀盐酸
丙		生成白色沉淀

【反思与评价】甲；因为碳酸钠、氢氧化钙的水溶液都显碱性，它们都能够使酚酞试液变红色，所以酚酞试液变红色，不能说明是纯净的氢氧化钠；
【拓展】取少量氢氧化钠溶液，向其中滴加适量的氯化钙溶液，观察到有白色沉淀生成，至不再产生沉淀后，取上层清液，向其中滴加酚酞试液，溶液变为红色，综上则说明氢氧化钠变质．

点评 化学实验现象是化学实验最突出、最鲜明的部分，也是进行分析推理得出结论的依据，掌握物质的性质和相互之间的反应关系，并有助于提高观察、实验能力．