Question

某合作學習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，充分反應冷卻后過濾、洗滌得到固體A和溶液B。請你寫出發生反應的化學方程式                  、               。

請你與小組同學共同完成以下探究：

【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1】

甲同學：只有CaCO₃                             

乙同學：CaCO₃，Ca（OH）₂

乙同學猜想可能含有的Ca（OH）₂理由是                      。

【實驗與探究】甲、乙同學為了驗證各自的猜想，分別進行了實驗：

實驗內容	實驗現象	實驗結論
甲同學：取少量固體于試管中，再加入稀鹽酸．	有氣泡產生	自己的猜想正確
乙同學：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 變為紅色	自己的猜想正確

【反思與評價】小組同學討論后認為，甲同學的實驗不能證明他的猜想，理由是          ；

結合甲、乙兩同學的實驗能證明乙同學的猜想正確，因此小組同學確定了固體A的成分。

【提出問題2】溶液B中溶質的成分是什么？

【猜想與假設2】

丙同學：NaOH，Na₂CO₃        丁同學：NaOH，Ca（OH）₂       戊同學：NaOH

【表達與交流】

（1）結合對固體成分的探究，同學們經過討論確定了丁同學猜想正確，理由是    。

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

（3）該小組同學立即變換方案，向溶液B中              。（2分）

 

Answer 1

【答案】

CaO + H₂O = Ca(OH)₂       Ca(OH)₂ + Na₂CO₃= CaCO₃↓+ 2NaOH

【猜想與假設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[或加入稀鹽酸有氣泡只能證明有CaCO₃，不能證明只有CaCO₃；或甲同學的實驗設計錯誤，CaCO₃為生成物，一定有，不用證明，應該證明有無Ca(OH)₂]  

【表達與交流】

（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[或Ca(OH)₂微溶于水]，所以一定有Ca(OH)₂ 或固體中有Ca(OH)₂即Ca(OH)₂過量，故不會有Na₂CO₃。

（2）取濾液，向其中加入適量的碳酸鈉溶液至溶液中不再出現沉淀后，過濾，蒸發所得溶液。

【解析】

試題分析：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，發生兩個反應，一個是生石灰和水反應生成氫氧化鈣，另一個是氫氧化鈣和碳酸鈉反應生成碳酸鈣和氫氧化鈉；固體A中可能含有氫氧化鈣，因其微溶于水，乙同學加入酚酞試液，變紅說明溶液中有氫氧化鈣，甲同學加入鹽酸有氣泡生成說明有碳酸鈣，但是并不能排除有無氫氧化鈣，所以不合理，【表達與交流】（1）（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[或Ca(OH)₂微溶于水]，所以一定有Ca(OH)₂ 或固體中有Ca(OH)₂即Ca(OH)₂過量，故不會有Na₂CO₃；（2）氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小，所以溫度升高溶解度降低，所以加熱時溶液出現渾濁；（3）加入碳酸鈉除去氫氧化鈣則不會有渾濁產生。

考點：探究固體成分

點評：本題考察固體物質的組成成分，原理較為基礎，其中的反應方程式直接來自于課本，要求考生認真審題，不要放棄。