Question

3．某化学兴趣小组的同学为了制取氢氧化钠，将生石灰放入烧杯中，再向其中加入碳酸钠溶液，充分反应后过滤、洗涤得到固体和溶液．小组同学先后对固体和溶液的成分进行了研究．
问题一：所得固体中的成分是什么？
【作出猜想】小刚：只有CaCO₃；  小红：CaCO₃，Ca（OH）₂
【进行实验】小刚和小红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
小刚：取少量固体于试管中，向其中加入稀盐酸．	有气泡产生	自己的猜想正确
小红：取少量固体于试管中，加水充分溶解、过滤，向滤液中滴加无色酚酞试液．	上层清液由无色变为红色	自己的猜想正确

【分析与结论】小组同学讨论后认为，小刚的实验不能证明他的猜想，理由是加入稀盐酸产生气泡只能够证明固体中含有碳酸钙，不能证明固体中是否含有氢氧化钙；而小红的实验能证明他的猜想，因此小组同学确定了固体的成分．
问题二：所得溶液中溶质的成分是什么？
【推理与结论】同学们经过分析与推理，确定了溶液中溶质的成分为NaOH、Ca（OH）₂ ，其推理过程是碳酸钠能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；．
为了得到纯净的氢氧化钠溶液，应进行的操作是向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、降温结晶、再过滤、洗涤、烘干得到比较纯净的氢氧化钠固体．

Answer 1

分析 【作出猜想】
氧化钙和水反应能生成氢氧化钙；氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水解答；
【进行实验】
根据碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水；
显碱性的溶液能使酚酞试液变红色；
【分析与结论】
根据实验现象可以判断固体的组成情况；
【推理与结论】
碳酸钠能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；
氢氧化钠的溶解度随着温度的升高而增大，并且受温度影响很大，可以用降温结晶的方法获得氢氧化钠晶体．

解答 解：【作出猜想】
氧化钙和水反应能生成氢氧化钙；氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，小刚：只有CaCO₃；  小红：CaCO₃，Ca（OH）₂；
【进行实验】
小刚：取少量固体于试管中，向其中加入稀盐酸．有气泡产生，说明固体中含有碳酸钙；
小红：取少量固体于试管中，加水充分溶解、过滤，向滤液中滴加无色酚酞试液，上层清液由无色变为红色，说明固体中含有氢氧化钙．
【分析与结论】
小刚的实验不能证明固体的成分，这是因为加入稀盐酸产生气泡只能够证明固体中含有碳酸钙，不能证明固体中是否含有氢氧化钙．
【推理与结论】
（1）碳酸钠能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；结合对本成分的探究，同学们经过分析与推理，确定了溶液中溶质的成分为NaOH、Ca（OH）₂；因为固体中含有氢氧化钙，所以溶液是氢氧化钙的饱和溶液．
（2）向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、降温结晶、再过滤、洗涤、烘干得到比较纯净的氢氧化钠固体．
答案：
【作出猜想】CaCO₃，Ca（OH）₂；
【进行实验】

实验内容	实验现象	实验结论
小刚：取少量固体于试管中，向其中加入稀盐酸．	有气泡产生	自己的猜想正确
小红：取少量固体于试管中，加水充分溶解、过滤，向滤液中滴加 无色酚酞试液．	上层清液由无色变为红色	自己的猜想正确

【分析与结论】加入稀盐酸产生气泡只能够证明固体中含有碳酸钙，不能证明固体中是否含有氢氧化钙．
【推理与结论】
（1）NaOH、Ca（OH）₂ ；碳酸钠能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；固体中含有氢氧化钙；
（2）向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、降温结晶、再过滤、洗涤、烘干得到比较纯净的氢氧化钠固体．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．