Question

(6分)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】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__________________                                  _________________。

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                                                    

                                                                          。

該小組同學立即變換方案，向溶液B中繼續滴加碳酸鈉溶液至不再產生沉淀為止，過濾，再將濾液加熱蒸發，冷卻結晶，過濾得純凈的氫氧化鈉固體。

 

Answer 1

【答案】

CaO + H₂O = Ca(OH)₂   （1分） Ca(OH)₂ + Na₂CO₃= CaCO₃↓+ 2NaOH （1分）

【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 （1分）

【實驗與探究】酚酞溶液 （1分）

【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   （1分）

【表達與交流】

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 或固體中有Ca(OH)₂ 即Ca(OH)₂過量，故不會有Na₂CO₃。 （1分）

B溶液為Ca(OH)₂的飽和溶液，加熱，Ca(OH)₂的溶解度隨溫度的升高而降低，故析出Ca(OH)₂

【解析】生石灰與水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣又會與碳酸鈉反應。

【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】無色酚酞試劑遇堿溶液變紅色，常用來鑒別堿溶液

【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

【表達與交流】

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，所以溶液中一定有Ca(OH)₂，故不會有Na₂CO₃。

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，故加熱會有晶體析出。