Question

某化学实验小组的同学想通过化学反应，制取一定量的氢氧化钠溶液，具体操作如图所示：

【实验】张南同学将一定量的澄清石灰水倒入Na₂CO₃溶液中，用玻璃棒充分搅拌后，过滤，得到无色滤液，张南同学认为：“这样就制得了纯净的氢氧化钠溶液”．但同学们提出了异议．
【提出问题】滤液中溶质的成分一定是氢氧化钠吗？
【猜想与假设】甲同学猜想溶质是NaOH、Na₂CO₃和Ca（OH）₂；
乙同学猜想溶质只是NaOH；
丙同学猜想溶质是NaOH和Ca（OH）₂；
【反思与评价1】同学们经过讨论一致认为甲同学猜想是错误的，其理由是

 

；
【反思与评价2】乙同学的猜想和张南的想法是相同的，他猜想的根据是

 

；
【实验验证1】乙同学为了验证自己猜想，实验设计如下：乙同学取少量滤液于试管中，向其中滴加了无色的酚酞溶液，观察到了试管中的溶液变红的现象，于是张南同学和乙同学认为自己的猜想正确．请对此作出评价

 

；
【实验验证2】丙同学认为自己的猜想是正确的，于是丙同学取一定量的滤液于试管中，向其中加入碳酸钠溶液，观察到有白色沉淀产生，认为自己猜想正确．请对此作出评价

 

；
【表达与交流】甲、乙、丙和张南同学经过讨论后，认为：“若丙同学猜想的是正确的，通过某种操作，也可以制得纯净的氢氧化钠溶液”．做法为：向所得溶液中加入

 

，而后经过

 

（填具体操作）后，即可得到纯净的氢氧化钠溶液．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,碱的化学性质,盐的化学性质

专题：科学探究

分析：【反思与评价1】考虑甲同学猜想中Na₂CO₃和Ca（OH）₂发生化学反应，在溶液中不能共存；
【反思与评价2】考虑澄清石灰水[或Ca（OH）₂]与Na₂CO₃溶液恰好完全反应的生成物，进行分析；
【实验验证1】考虑碱性物质都能使无色的酚酞溶液变红，如碳酸钠溶液等；
【实验验证2】考虑碳酸钠溶液与氢氧化钙反应生成白色沉淀；
【表达与交流】考虑碳酸钠溶液与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，而后经过过滤后，即可得到纯净的氢氧化钠溶液．

解答：解：
【反思与评价1】因为 Na₂CO₃和Ca（OH）₂发生化学反应，在溶液中不能共存，则甲同学猜想是错误的；
【反思与评价2】因为澄清石灰水[或Ca（OH）₂]与Na₂CO₃溶液恰好完全反应生成碳酸钙沉淀和可溶于水的氢氧化钠；故乙同学的猜想和张南的想法是相同的；
【实验验证1】乙同学取少量滤液于试管中，向其中滴加了无色的酚酞溶液，观察到了试管中的溶液变红的现象，乙同学的猜想不正确，因为NaOH、Na₂CO₃和Ca（OH）₂都能使无色酚酞试液变红，有可能还含有Na₂CO₃或Ca（OH）₂；
【实验验证2】丙同学取一定量的滤液于试管中，向其中加入碳酸钠溶液，观察到有白色沉淀产生．故丙同学认为自己的猜想是正确，加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，说明溶液中有Ca（OH）₂，氢氧化钠为生成的可溶性的物质一定含有；
【表达与交流】若丙同学猜想的是正确的，通过某种操作，也可以制得纯净的氢氧化钠溶液，做法为：向所得溶液中加入 适量的碳酸钠溶液，而后经过 过滤后，即可得到纯净的氢氧化钠溶液．
故答案为：
（1）Na₂CO₃和Ca（OH）₂发生化学反应，在溶液中不能共存；
（2）澄清石灰水[或Ca（OH）₂]与Na₂CO₃溶液恰好完全反应生成碳酸钙沉淀和可溶于水的氢氧化钠；
（3）不正确，NaOH、Na₂CO₃和Ca（OH）₂都能使无色酚酞试液变红，有可能还含有Na₂CO₃或Ca（OH）₂；（若溶质是NaOH和Ca（OH）₂，滴加无色酚酞溶液也变红，因此，张南和乙同学做法不正确）．合理即可．
（4）正确，加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，说明溶液中有Ca（OH）₂，氢氧化钠为生成的可溶性的物质一定含有；
（5）适量的碳酸钠溶液；（6）过滤

点评：本题综合考查了酸碱盐之间的复分解反应，以及量的关系导致物质剩余的猜测，属于难度较大的题目．要完成此类题目，需要熟练掌握酸碱盐的化学性质，以及相互之间发生的化学反应和所产生的实验现象．