Question

5．某同学做Na₂CO₃和澄清石灰水反应的实验，过滤，得到澄清的滤液．老师：滤液中可能含哪些杂质？
甲同学：可能恰好完全反应，只含NaOH．
乙同学：可能含有NaOH和Na₂CO₃；
丙同学：一定含有NaOH、Na₂CO₃和Ca（OH）₂；
（1）你认为三位同学的猜想中丙同学的猜想不合理，请说明理由：因为Na₂CO₃与Ca（OH）₂要发生反应，不可能共存．
（2）请你也提出一个与三位同学不同的猜想，你的猜想是可能含有NaOH和Ca（OH）₂．
请设计一个简单的实验对你的猜想加以证明：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，通入二氧化碳	出现白色浑浊	溶液中含有Ca（OH）2

（3）乙同学：可能含有NaOH和Na₂CO₃；丁同学为了验证乙同学的结论进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入几滴稀盐酸．	没有气泡产生	不含Na2CO3，所以乙的猜想不成立

丁同学的实验是否正确？不正确，理由：有NaOH存在，就不会有CO₂气体放出，但Na₂CO₃可能存在．
要验证乙同学结论，还可以用什么方法？取样于试管中，滴入几滴氯化钙溶液，观察是否生成白色沉淀．．

Answer 1

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；
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；
利用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．
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．

解答 解：（1）丙同学在进行猜想时，没有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，猜想错误；故填：丙；因为Na₂CO₃与Ca（OH）₂要发生反应，不可能共存；
（2）碳酸钠溶液和澄清石灰水发生反应，若恰好完全反应，所得溶液中溶质为氢氧化钠溶液；若反应中碳酸钠有剩余，所得溶液中溶质则为氢氧化钠与碳酸钠；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；其它两种可能已被另两位同学做了猜想，所以，我的猜想只能为：氢氧化钠溶液与氢氧化钙溶液的混合物；
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；因此可利用变化时现象的不同，证明氢氧化钙的存在；
故答案为：

实验步骤	实验现象	实验结论
通入二氧化碳	出现白色浑浊	溶液中含有 Ca（OH）2

（3）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；
故答案为：不正确．有NaOH存在，就不会有CO₂气体放出，但Na₂CO₃可能存在；
证明碳酸钠的存在就是证明溶液中含有碳酸根离子，可用滴加氯化钙溶液，观察是否生成白色沉淀的方法来检验，故填：取样于试管中，滴入几滴氯化钙溶液，观察是否生成白色沉淀．

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，然后还要考虑反应物的过量情况，对所得溶液进行猜想，并据物质的性质设计实验和依据相关知识分析解答问题．