题目内容

13．某校化学学习小组准备用生石灰制取氢氧化钠固体，他们进行如下探究过程．请根据他们的探究回答问题．
【查阅资料】
温度（℃）020406080100
NaOH 的溶解度42109129174314147
Ca（OH）2 的溶解度0.180.160.140.120.090.07
【设计实验、制取氢氧化钠】
步骤①：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． 
步骤②：将所得的混合溶液冷却至室温．
步骤③：将冷却后的混合物过滤、洗涤、干燥得到固体A和溶液B．
（1）过滤操作中，除烧杯和玻璃棒外，过滤必须用到玻璃仪器是漏斗．
【提出问题、假设痏想】
（2）固体A中的成分是什么？
甲同学认为是：CaC03．
乙同学认为是：CaCO3和Ca（OH）2．
溶液B中溶质的成分是什么？
丙同学认为是：NaOH
丁同学认为是：NaOH、Ca（OH）2
戊同学认为是：NaOH、Na2CO3．
【验证猜想、实验探究】
（3）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，再加入过量稀盐酸固体溶解，产生气泡自己的猜想正确
乙同学：用一支洁净的试管取少量的固体A，加水，充分振荡．向上层清液中滴加
酚酞试液 		上层清液由无色变为红色自己的猜想正确
【交流表达、反思评价】
（4）同学们经过讨论后认为，甲同学的实验不能（填“能”或“不能”）证明固体A的成分，理由是过量的稀盐酸能和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，能和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，最终同学们确定乙同学的猜想是正确的；
（5）同学们得到的固体A8.7g．加入足量的稀盐酸充分反应后．将溶液加热浓缩、蒸发结晶得到ll．lg固体，则固体A中所含的CaC03的质量是5g；
（6）同学们结合对固体成分的探究．经过讨论确定了丁同学对溶液B的猜想正确，理由是氢氧化钙是过量的．
【拓展延伸、巩固提高】
（7）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氢氧化钙的溶解度随着温度升高而减小，加热时部分氢氧化钙析出，于是，同学们立即变换方案．向B溶液中加入适量的碳酸钠溶液．过滤，将滤液加热浓缩至饱和，降温、过滤、洗涤、烘干得到比较纯净的氢氧化钠固体．

分析 【设计实验、制取氢氧化钠】
过滤时需要漏斗；
【提出问题、假设猜想】
溶液B中溶质的成分是NaOH，或NaOH、Ca（OH）2，或NaOH、Na2CO3；
【验证猜想、实验探究】
碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
显碱性的溶液能使酚酞试液变红色；
【交流表达、反思评价】
根据提供的数据可以进行相关方面的计算；
碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠．

解答 解：【设计实验、制取氢氧化钠】
（1）过滤操作中，除烧杯和玻璃棒外，过滤必须用到玻璃仪器是漏斗．
故填：漏斗．
【提出问题、假设痏想】
溶液B中溶质的成分是NaOH，或NaOH、Ca（OH）2，或NaOH、Na2CO3．
故填：NaOH、Na2CO3．
【验证猜想、实验探究】
（3）为了验证各自的猜想，甲、乙同学分别进行了实验，如下表所示：

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，再加入过量稀盐酸固体溶解，产生气泡自己的猜想正确
乙同学：用一支洁净的试管取少量的固体A，加水，充分振荡．向上层清液中滴加酚酞试液 上层清液由无色变为红色自己的猜想正确
【交流表达、反思评价】
（4）同学们经过讨论后认为，甲同学的实验不能证明固体A的成分，理由是过量的稀盐酸能和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，能和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳．
故填：不能；过量的稀盐酸能和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，能和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳．
（5）设碳酸钙质量为x，
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，Ca（OH）2+2HCl═CaCl2+2H2O，
 100        111                74           111
  x         $\frac{111}{100}$x             8.7g-x      $\frac{111×（8.7g-x）}{74}$
   $\frac{111}{100}$x+$\frac{111×（8.7g-x）}{74}$=11.1g，
x=5g，
故填：5．
（6）同学们结合对固体成分的探究．经过讨论确定了丁同学对溶液B的猜想正确，理由是氢氧化钙是过量的．
故填：氢氧化钙是过量的．
【拓展延伸、巩固提高】
（7）加热时溶液出现浑浊的原因是氢氧化钙的溶解度随着温度升高而减小，加热时部分氢氧化钙析出，于是，同学们立即变换方案．向B溶液中加入适量的碳酸钠溶液，过滤，将滤液加热浓缩至饱和，降温、过滤、洗涤、烘干得到比较纯净的氢氧化钠固体．
故填：氢氧化钙的溶解度随着温度升高而减小，加热时部分氢氧化钙析出；碳酸钠溶液；降温．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．

练习册系列答案
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A．用稀盐酸除去生石灰中的石灰石
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5．（1）氢氧化钠是化学实验室中常用的试剂．氢氧化钠固体曝露在空气中易变质，这一变化的化学方程式可表示为2NaOH+CO2═Na2CO3+H，所以氢氧化钠固体必须密封保存；可用稀盐酸来检验氢氧化钠固体是否已变质，并写出所发生反应的化学方程式Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑．
（2）为除去铁钉上的锈迹，某学生将带锈迹的铁钉放入过量的稀硫酸中，他首先观察到：铁钉表面的锈迹逐渐溶解，溶液由无色逐渐变成黄色，这是因为（用化学方程式表示）
Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O；过一会儿，他又观察到铁钉表面产生气泡，这是因为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑（用化学方程式表示）．
（3）正常雨水的PH≈5.6，原因是CO2+H2O═H2CO3（用化学方程式表示）．
（4）盛水的铝壶中常结有一层水垢（主要成分是碳酸钙、氢氧化镁等），可用适量的稀盐酸除去它，写出其中发生的中和反应的化学方程式Mg（OH）2+2HCl═MgCl2+2H2O．
2．多角度认识物质，能帮助我们更全面了解物质世界．以氧气和水为例，回答下列问题：
（1）认识物质的组成和构成（填“元素”、“原子”或“分子”）
①从宏观上看，氧气和水都是由元素组成．
②从微观上看，氧气和水都是由分子构成．
（2）认识物质的性质
①氧气的化学：性质比较活泼，能跟许多物质发生化学反应．如：细铁丝在氧气中剧烈燃烧，其反应的化学方程式为3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4．
②水能与二氧化碳反应，生成能使紫色石蕊试液变红色的碳酸（H2C03），其反应的化学方程式为H2O+C02=H2C03．
（3）认识物质的制法
1）如图方法②③中Mn02起催化作用，另请设计用物理的方法制取氧气分离液套空气制取氧气．
2）从“低碳环保”的角度分析，你认为最佳的方法是③（填序号），理由是不消耗能源，反应的化学方程式为2H2O2 $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
（4）辩证地认识物质
功过相对论．
从“水能载舟，亦能覆舟”的事实分析，“过”：洪水会淹没房屋，造成洪涝灾害等；“功”：洗涤仪器等（举一例）．
从定性到定量分析．
①根据化学式计算，13.6g的H202中氧元素的质量是多少？（计算结果精确到0.1g）
②刘琳同学用含有l3.6g过氧化氢的溶液与少量二氧化锰混合制取氧气，发现只能得到6.4g氧气，与过氧化氢中氧元素的质量相差甚远，请分析其中的原因（排除实验过程中的人为误差）生成的水中含有氧元素．
3．今年世界水日主题是“城市用水：应对都市化挑战”．围绕这一主题采取的措施不合理的是（　　）
A．研制节水的家庭卫浴产品
B．严格限制工业污水的排放
C．大量开采地下水以满足城市进程的需要
D．加强水资源管理

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