题目内容

某合作学习小组欲用生石灰制取氢氧化钠固体,他们将少量生石灰放入烧杯中,再向其中加入一定量碳酸钠溶液,充分反应冷却后过滤、洗涤得到固体A和溶液B.请你写出发生反应的化学方程式
 
 

请你与小组同学共同完成以下探究:
【查阅资料】NaOH、Ca(OH)2的溶解度
温度(℃)020406080100
NaOH溶解度(g)3191111129313336
Ca(OH)2溶解度(g)0.190.170.140.120.090.08
【提出问题1】固体A中的成分是什么?
【猜想与假设1】
甲同学:只有CaCO3
乙同学:CaCO3,Ca(OH)2
乙同学猜想可能含有的Ca(OH)2理由是
 

【实验与探究】甲、乙同学为了验证各自的猜想,分别进行了实验:
实验内容实验现象实验结论
甲同学:取少量固体于试管中,再加入稀盐酸.有气泡产生自己的猜想正确
乙同学:取少量固体于试管中,加水充分振荡,过滤,
向滤液中滴加
 
溶液由无色
变为红色
自己的猜想正确
【反思与评价】小组同学讨论后认为,甲同学的实验不能证明他的猜想,理由是
 

结合甲、乙两同学的实验能证明乙同学的猜想正确,因此小组同学确定了固体A的成分.
【提出问题2】溶液B中溶质的成分是什么?
【猜想与假设2】
丙同学:NaOH,Na2CO3    丁同学:NaOH,Ca(OH)2    戊同学:NaOH
【表达与交流】
(1)结合对固体成分的探究,同学们经过讨论确定了丁同学猜想正确,理由是
 

(2)该小组同学欲将溶液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
 

(3)该小组同学立即变换方案,向溶液B中
 
考点:实验探究物质的组成成分以及含量,生石灰的性质与用途,碱的化学性质,盐的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式
专题:科学探究
分析:根据氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠溶液反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀进行分析;
根据氢氧化钙微溶于水,如果氢氧化钙过量时,可能有部分氢氧化钙和碳酸钙一起析出进行分析;
【实验与探究】根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳以及氢氧化钙溶于水溶液呈碱性进行分析;
【反思与评价】根据实验现象进行分析;
【表达与交流】(1)根据碳酸钠和氢氧化钙会反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠进行分析;
(2)根据温度升高,Ca(OH)2的溶解度变小而析出进行解答;
(3)根据氢氧化钠的溶解度受温度的影响变化较大进行解答;
解答:解:氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠溶液反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀,反应的化学方程式分别为:CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH;
乙同学猜想可能含有的Ca(OH)2,理由是:Ca(OH)2微溶于水,其中没溶于水的Ca(OH)2留在了固体A中;
【实验与探究】碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,氢氧化钙溶于水溶液呈碱性,能使酚酞试液变红色;
【反思与评价】碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,氢氧化钙溶于水溶液呈碱性,能使酚酞试液变红色,所以从而证明固体A的成分是CaCO3和Ca(OH)2,所以小雨的猜想正确;
【表达与交流】:
(1)通过对固体成分的探究,同学们经过讨论确定了丁同学猜想正确,理由是:溶于水的生成物NaOH一定有,而固体中有Ca(OH)2,说明溶液为Ca(OH)2的饱和溶液,所以一定有Ca(OH)2,即Ca(OH)2过量,所以不会有Na2CO3
(2)加热时溶液出现浑浊,是因为B溶液为Ca(OH)2的饱和溶液,Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低,加热时会析出Ca(OH)2
(3)可以向B溶液中加入适量的碳酸钠溶液,除去其中的氢氧化钙,过滤,将滤液加热浓缩至饱和,降温结晶、过滤、洗涤、烘干得纯净的氢氧化钠固体.
故答案为:CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;
【猜想与假设1】常温下Ca(OH)2微溶于水,可能会有Ca(OH)2不能溶解
【实验与探究】酚酞溶液
【反思与评价】加入稀盐酸有气泡只能证明有CaCO3,不能证明有无Ca(OH)2
【表达与交流】
(1)溶于水的生成物NaOH一定有,而固体中有Ca(OH)2,说明溶液为Ca(OH)2的饱和溶液,所以一定有Ca(OH)2,即Ca(OH)2过量,所以不会有Na2CO3
(2)温度升高,Ca(OH)2的溶解度变小而析出;
(3)适量的碳酸钠溶液至溶液中不再出现沉淀后,过滤,蒸发所得溶液.
点评:化学实验现象是化学实验最突出、最鲜明的部分,也是进行分析推理得出结论的依据,掌握物质的性质和相互之间的反应关系,有助于提高观察实验、进行实验的能力.所以,对化学实验不仅要认真观察,还应掌握设计实验、观察实验现象的方法.
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