Question

化学实验小组的同学向一定量的纯碱溶液中投入一定量的生石灰，充分反应，冷却到常温后，过滤，得到无色滤液．请你参与化学实验小组进行研究性学习的过程，并协助完成相关任务．
写出上述实验中有关的化学方程式______、______．
【提出问题】滤液里可能含有哪些溶质呢？
【猜想与假设】
甲同学猜想可能含有NaOH和Ca（OH）₂；
乙同学猜想可能含有NaOH、Na₂CO₃和Ca（OH）₂；
丙同学猜想可能恰好完全反应只含NaOH；，
丁同学猜想可能含有______．
【实验验证】请你对甲同学的猜想，设计一个简单的实验加以证明．

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量滤液于试管中，______．	______	甲同学的猜想成立

【反思与评价】
（1）你认为甲、乙、丙同学的猜想都合理吗？哪位同学猜想是错误的______．
（2）化学小组同学可选用______溶液对丁同学的猜想进行验证．

Answer 1

【答案】分析：根据纯碱和生石灰的化学性质书写方程式．
[猜想]题目的关键是“一定量的生石灰”，这个“量”是不确定的，思考的时候按照生石灰的量由少到多，分析它与水反应生成的氢氧化钙在与碳酸钠反应时，二者谁过量，二者的量不同，反应结果不同，即反应后剩余的物质不同．
[实验]猜想甲是正确的，猜想甲的滤液中含有氢氧化钠和氢氧化钙两种溶质，根据氢氧化钠与氢氧化钙的化学性质，氢氧化钙可与碳酸钠反应产生碳酸钙沉淀，氢氧化钠与碳酸钠不反应，可证明氢氧化钙的存在．
[反思与评价]氢氧化钙与碳酸钠不能同时存在，二者继续反应生成碳酸钙沉淀，故乙同学错误；丁同学的猜想是氢氧化钠与碳酸钠，氢氧化钠是反应生成的，一定含有，不用证明，碳酸钙可与氢氧化钙或氢氧化钡反应生成沉淀．
解答：解：生石灰是氧化钙，能与水反应生成氢氧化钙，方程式为CaO+H₂O═Ca（OH）₂，纯碱是碳酸钠能和氢氧化钙反应，生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，方程式为Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
[猜想]（1）加入很少量的生石灰，即生成不足的氢氧化钙，与原溶液中的碳酸钠反应后，碳酸钠还有剩余．此时，滤液中的溶质有剩余的碳酸钠、生成的氢氧化钠．（2）加入适量的生石灰，生成的氢氧化钙和原溶液中的碳酸钠恰好完全反应．此时，滤液中的溶质为生成的氢氧化钠．
（3）加入生石灰的量较多，生成的氢氧化钙过量．此时，滤液中的溶质除生成的氢氧化钠，还有氢氧化钙，即是氢氧化钠和氢氧化钙两种溶质．因此丁同学的猜想为NaOH、Na₂CO₃
【实验验证】要证明猜想甲是正确的，猜想甲的滤液中含有氢氧化钠和氢氧化钙两种溶质，根据氢氧化钠与氢氧化钙的化学性质，氢氧化钙可与碳酸钠反应产生碳酸钙沉淀，氢氧化钠与碳酸钠不反应，因此可取少量滤液于试管中，向其中加入适量的碳酸钠溶液，产生白色沉淀，则甲同学猜想正确．
【反思与评价】（1）氢氧化钙与碳酸钠不能同时存在，二者能继续反应生成碳酸钙沉淀，故乙同学错误；
（2）丁同学的猜想是氢氧化钠与碳酸钠，氢氧化钠是反应生成的，一定含有，不用证明，碳酸钠可与氢氧化钙或氢氧化钡反应生成沉淀．因此可用氢氧化钙或氢氧化钡或氯化钙或氯化钡溶液验证碳酸钠是否存在．
故答案为：CaO+H₂O=Ca（OH）₂、Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH．
  NaOH、Na₂CO₃

向其中加入适量的碳酸钠溶液．	产生白色沉淀

【反思与评价】（1）乙．
（2）氢氧化钙或氢氧化钡或氯化钙或氯化钡
点评：本题是一条具有一定难度的综合性的探究题，着重考查了学生对酸、碱、盐化学性质的掌握，并要求能熟练运用酸碱盐之间的相互反应．培养了学生的分析能力、理解能力和推理判断能力．