Question

请你参与实验室用生石灰制取氢氧化钠固体的研究．将一定量的生石灰加入一只洁净的烧杯中，加入碳酸钠溶液，充分反应后冷却到室温，通过过滤、洗涤、干燥得到固体A和溶液B，请回答以下问题．
【查阅资料】NaOH、Ca（OH）₂的溶解度

温度（℃）	0	20	40	60	80	100
NaOH的溶解度（g/100g水）	42	109	129	174	314	347
Ca（OH）2的溶解度（g/100g水）	0.18	0.16	0.14	0.12	0.09	0.07

（1）固体A中的成分是什么？
【猜想与假设】
甲同学认为是：CaCO₃  乙同学认为是：CaCO₃，Ca（OH）₂乙同学猜想可能含有Ca（OH）₂的理由是

 

（用化学方程式表示）．
【实验与探究】为了验证各自的猜想，甲、乙同学分别进行了实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
甲同学：用一支洁净的试管取少量固体A，再加入过量稀盐酸．	有气泡产生	自己的猜想 正确
乙同学：用一支洁净的试管取少量固体A，加水，充分振荡，向上层清液中滴加   ．	上层清液由无色变为红色	自己的猜想 正确

【反思与评价】同学讨论后认为，甲同学的实验

 

（填“能”或“不能”）证明固体A的成分，理由是

 

；结合甲、乙两位同学的实验证明了乙同学的猜想是正确的，因此确定了固体A的成分．
（2）溶液B中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】丙同学认为是：NaOH、Na₂CO₃，丁同学认为是：NaOH、Ca（OH）₂，戊同学认为是：NaOH
【表达与交流】
①结合对固体成分的探究，同学们经过讨论确定了丁同学猜想正确，理由是

 

；
②同学们欲将溶液B加热浓缩，加热不久，溶液出现浑浊，只好停止加热，请解释加热时溶液出现浑浊的原因是

 

；
③同学们立即变换方案，向B溶液中加入适量的

 

，过滤，将滤液加热浓缩至饱和，

 

、过滤、洗涤、烘干得到比较纯净的氢氧化钠固体．
④取少量制取的氢氧化钠固体溶解，进行焰色反应，观察到火焰呈

 

色．

Answer 1

考点：物质的相互转化和制备,生石灰的性质与用途,盐的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：物质的制备

分析：（1）氧化钙和碳酸钠溶液中的水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和碳酸钠完全反应时，生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，如果氢氧化钙过量时，反应后有剩余的氢氧化钙，因为氢氧化钙的溶解度很小，所以固体A中可能含有氢氧化钙；
（2）溶液B中的溶质一定含有反应生成的氢氧化钠，可能含有氢氧化钙或碳酸钠，因为如果碳酸钠和氢氧化钙不能恰好完全反应，则有一种物质过量；
氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而减小；
结晶的方法包括蒸发结晶和降温结晶．

解答：解：（1）[猜想与假设]
氧化钙与水反应生成氢氧化钙，因为氢氧化钙微溶于水，如果氢氧化钙过量时，可能有部分氢氧化钙和碳酸钙一起析出，所以固体A中可能只有碳酸钙，也可能是氢氧化钙和碳酸钙的混合，所以方程式是CaO+H₂O═Ca（OH）₂；
[实验与探究]
乙同学认为固体A中含有氢氧化钙，那么加入的试剂应该是无色酚酞溶液，酚酞试液变为红色，说明溶液显碱性，含有氢氧化钙．故填：无色酚酞溶液；
[反思与评价]
甲同学的实验不能证明固体A的成分，理由是加入稀盐酸有气泡产生只能证明有CaCO₃，不能证明有无Ca（OH）₂．故填：加入稀盐酸有气泡产生只能证明有CaCO₃，不能证明有无Ca（OH）₂．
（2）[表达与交流]
①溶于水的生成物NaOH一定有，而固体中有Ca（OH）₂，说明溶液为Ca（OH）₂的饱和溶液[或Ca（OH）₂微溶于水]，所以一定有Ca（OH）₂或固体中有Ca（OH）₂ 即Ca（OH）₂过量，所以不会有Na₂CO₃；
②加热时溶液出现浑浊，是因为B溶液为Ca（OH）₂的饱和溶液，Ca（OH）₂的溶解度随温度的升高而降低，加热时会析出Ca（OH）₂．故填：B溶液为Ca（OH）₂的饱和溶液，Ca（OH）₂的溶解度随温度的升高而降低，加热时会析出Ca（OH）₂．
③可以向B溶液中加入适量的碳酸钠溶液，除去其中的氢氧化钙，过滤，将滤液加热浓缩至饱和，降温结晶、过滤、洗涤、烘干得纯净的氢氧化钠固体．
故填：适量的碳酸钠溶液；降温结晶．
④钠在焰色反应中呈现黄色．
故答案为：（1）CaO+H₂O═Ca（OH）₂；无色酚酞试液；不能；加入稀盐酸有气泡只能证明有CaCO₃，不能证明有无Ca（OH）₂
（2）①因为固体中有Ca（OH）₂，说明溶液为Ca（OH）₂的饱和溶液；（合理得分）②B溶液为Ca（OH）₂的饱和溶液，加热，Ca（OH）₂的溶解度随温度的升高而降低，故析出Ca（OH）₂使溶液变浑浊；③碳酸钠溶液；冷却热饱和溶液或降温结晶；黄色．

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，有助于提高观察实验、进行实验的能力．所以，对化学实验不仅要认真观察，还应掌握设计实验、观察实验现象的方法．