Question

【题目】工业上用碳酸钠溶液与石灰水反应制烧碱。对于碳酸钠溶液与石灰水是否恰好完全反应，某化学兴趣小组的同学将其产物进行过滤，并对滤液进行如下探究。

（提出问题）滤液中含有哪些溶质？

（猜想与假设）假设一：滤液中只含氢氧化钠

假设二：滤液中含氢氧化钠和碳酸钠

假设三：滤液中含_____。

假设四：滤液中含氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠

（进行实验）甲同学设计了如下实验方案：

实验步骤	实验现象	结论
取少量滤液放在试管中，再滴入氯化钙溶液	若生成白色沉淀	碳酸钠过量
	若无明显现象	恰好反应

（反思与评价）

（1）碳酸钠溶液与石灰水反应的实质为_____（用化学方程式表示）。

（2）乙同学认为假设四不合理，理由是_____。

（3）丙同学认为甲同学设计方案还不能说明碳酸钠溶液和澄清石灰水恰好完全反应，她的理由是_____。

（4）丁同学认为要说明碳酸钠溶液与石灰水是否恰好完全反应，还需在甲同学实验方案的基础上进行实验。她的实验方案是：

实验步骤	实验现象和结论
_____	_____
	_____

Answer 1

【答案】氢氧化钠和氢氧化钙 Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2NaOH 因为氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液不能共存 若氢氧化钙过量，滴加氯化钙溶液也无明显现象 取少量甲同学实验用的原滤液放在试管中，再通入足量的二氧化碳（或滴入Na2CO3溶液），观察现象 溶液无变化，则不含氢氧化钙 溶液变浑浊，则含氢氧化钙

【解析】

[猜想与假设]碳酸钠溶液与石灰水，有三种情况：①恰好完全反应，滤液中只含有氢氧化钠;②碳酸钠过量，滤液中含氢氧化钠和碳酸钠；③氢氧化钙过量，滤液中含氢氧化钠和氢氧化钙；所以假设三：滤液中含氢氧化钠和氢氧化钙。

（1）碳酸钠和氢氧化钙发生的是复分解反应，生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；

（2）很显然假设四不成立，因为碳酸钠和氢氧化钙是反应物，二者不可能都剩余；

（3）甲同学的方案不能说明碳酸钠溶液和澄清石灰水恰好完全反应，因为如果是假设二成立，过量的氢氧化钙和氯化钙也不反应，无现象；

（4）在甲同学实验方案的基础上，要说明碳酸钠溶液与石灰水恰好完全反应，应取甲同学实验后的清液放在试管中，再通入足量的二氧化碳，如果溶液变浑浊说明滤液中含氢氧化钙；如果溶液无变化说明不含氢氧化钙。故答案为：[猜想与假设]假设三：氢氧化钠和氢氧化钙；

[反思与评价]

（1）Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2NaOH；

（2）因为氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液不能共存；

（3）若氢氧化钙过量，滴加氯化钙溶液也无明显现象；

（4）

实 验 步 骤	实 验 现 象 和 结 论
取少量甲同学实验用的原滤液放在试管中，再通入足量的二氧化碳（或滴入Na2CO3溶液），观察现象	溶液无变化，则不含氢氧化钙
	溶液变浑浊，则含氢氧化钙