Question

某合作學(xué)習(xí)小組欲用生石灰制取氫氧化鈉固體，他們將少量生石灰放入燒杯中，再向其中加入一定量碳酸鈉溶液，充分反應(yīng)冷卻后過濾、洗滌得到固體A和溶液B．請你寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

、

 

．
請你與小組同學(xué)共同完成以下探究：
【查閱資料】NaOH、Ca（OH）₂的溶解度

溫度（℃）	0	20	40	60	80	100
NaOH溶解度（g）	31	91	111	129	313	336
Ca（OH）2溶解度（g）	0.19	0.17	0.14	0.12	0.09	0.08

【提出問題1】固體A中的成分是什么？
【猜想與假設(shè)1】
甲同學(xué)：只有CaCO₃
乙同學(xué)：CaCO₃，Ca（OH）₂
乙同學(xué)猜想可能含有的Ca（OH）₂理由是

 

．
【實驗與探究】甲、乙同學(xué)為了驗證各自的猜想，分別進(jìn)行了實驗：

實驗內(nèi)容	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
甲同學(xué)：取少量固體于試管中，再加入稀鹽酸．	有氣泡產(chǎn)生	自己的猜想正確
乙同學(xué)：取少量固體于試管中，加水充分振蕩，過濾， 向濾液中滴加   ．	溶液由無色 變?yōu)榧t色	自己的猜想正確

【反思與評價】小組同學(xué)討論后認(rèn)為，甲同學(xué)的實驗不能證明他的猜想，理由是

 

；
結(jié)合甲、乙兩同學(xué)的實驗?zāi)茏C明乙同學(xué)的猜想正確，因此小組同學(xué)確定了固體A的成分．
【提出問題2】溶液B中溶質(zhì)的成分是什么？
【猜想與假設(shè)2】
丙同學(xué)：NaOH，Na₂CO₃    丁同學(xué)：NaOH，Ca（OH）₂    戊同學(xué)：NaOH
【表達(dá)與交流】
（1）結(jié)合對固體成分的探究，同學(xué)們經(jīng)過討論確定了丁同學(xué)猜想正確，理由是

 

．
（2）該小組同學(xué)欲將溶液B加熱濃縮，加熱不久，溶液出現(xiàn)渾濁，只好停止加熱，請解釋加熱時溶液出現(xiàn)渾濁的原因

 

．
（3）該小組同學(xué)立即變換方案，向溶液B中

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,生石灰的性質(zhì)與用途,堿的化學(xué)性質(zhì),鹽的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：根據(jù)氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和碳酸鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鈉和碳酸鈣沉淀進(jìn)行分析；
根據(jù)氫氧化鈣微溶于水，如果氫氧化鈣過量時，可能有部分氫氧化鈣和碳酸鈣一起析出進(jìn)行分析；
【實驗與探究】根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳以及氫氧化鈣溶于水溶液呈堿性進(jìn)行分析；
【反思與評價】根據(jù)實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析；
【表達(dá)與交流】（1）根據(jù)碳酸鈉和氫氧化鈣會反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)溫度升高，Ca（OH）₂的溶解度變小而析出進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)氫氧化鈉的溶解度受溫度的影響變化較大進(jìn)行解答；

解答：解：氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和碳酸鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鈉和碳酸鈣沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂，Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
乙同學(xué)猜想可能含有的Ca（OH）₂，理由是：Ca（OH）₂微溶于水，其中沒溶于水的Ca（OH）₂留在了固體A中；
【實驗與探究】碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，氫氧化鈣溶于水溶液呈堿性，能使酚酞試液變紅色；
【反思與評價】碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，氫氧化鈣溶于水溶液呈堿性，能使酚酞試液變紅色，所以從而證明固體A的成分是CaCO₃和Ca（OH）₂，所以小雨的猜想正確；
【表達(dá)與交流】：
（1）通過對固體成分的探究，同學(xué)們經(jīng)過討論確定了丁同學(xué)猜想正確，理由是：溶于水的生成物NaOH一定有，而固體中有Ca（OH）₂，說明溶液為Ca（OH）₂的飽和溶液，所以一定有Ca（OH）₂，即Ca（OH）₂過量，所以不會有Na₂CO₃；
（2）加熱時溶液出現(xiàn)渾濁，是因為B溶液為Ca（OH）₂的飽和溶液，Ca（OH）₂的溶解度隨溫度的升高而降低，加熱時會析出Ca（OH）₂；
（3）可以向B溶液中加入適量的碳酸鈉溶液，除去其中的氫氧化鈣，過濾，將濾液加熱濃縮至飽和，降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、烘干得純凈的氫氧化鈉固體．
故答案為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂，Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH；
【猜想與假設(shè)1】常溫下Ca（OH）₂微溶于水，可能會有Ca（OH）₂不能溶解
【實驗與探究】酚酞溶液
【反思與評價】加入稀鹽酸有氣泡只能證明有CaCO₃，不能證明有無Ca（OH）₂；
【表達(dá)與交流】
（1）溶于水的生成物NaOH一定有，而固體中有Ca（OH）₂，說明溶液為Ca（OH）₂的飽和溶液，所以一定有Ca（OH）₂，即Ca（OH）₂過量，所以不會有Na₂CO₃；
（2）溫度升高，Ca（OH）₂的溶解度變小而析出；
（3）適量的碳酸鈉溶液至溶液中不再出現(xiàn)沉淀后，過濾，蒸發(fā)所得溶液．

點評：化學(xué)實驗現(xiàn)象是化學(xué)實驗最突出、最鮮明的部分，也是進(jìn)行分析推理得出結(jié)論的依據(jù)，掌握物質(zhì)的性質(zhì)和相互之間的反應(yīng)關(guān)系，有助于提高觀察實驗、進(jìn)行實驗的能力．所以，對化學(xué)實驗不僅要認(rèn)真觀察，還應(yīng)掌握設(shè)計實驗、觀察實驗現(xiàn)象的方法．