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(℃) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| NaOH 的溶解度 | 42 | 109 | 129 | 174 | 314 | 147 |
| Ca(OH)2 的溶解度 | 0.18 | 0.16 | 0.14 | 0.12 | 0.09 | 0.07 |
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 |
(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 |
(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.
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