Question

【題目】某校化學學習小組準備用生石灰制取氫氧化鈉固體，他們進行如下探究過程，請根據(jù)他們的探究回答問題。

（查閱資料）

溫度（℃）	0	20	40	60	80	100
NaOH 的溶解度	42	109	129	174	314	147
Ca（OH）2 的溶解度	0.18	0.16	0.14	0.12	0.09	0.07

（設計實驗、制取氫氧化鈉）

步驟①：將一定量的生石灰加入一只潔凈的燒杯中，加入碳酸鈉溶液，充分反應．

步驟②：將所得的混合溶液冷卻至室溫．

步驟③：將冷卻后的混合物過濾、洗滌、干燥得到固體A和溶液B．

（1）過濾操作中，除燒杯和玻璃棒外，過濾必須用到玻璃儀器是____．

（提出問題、假設猜想）

（2）固體A中的成分是什么？

甲同學認為是：CaCO3．

乙同學認為是：CaCO3和Ca（OH）2．

溶液B中溶質(zhì)的成分是什么？

丙同學認為是：NaOH

丁同學認為是：NaOH、Ca（OH）2

戊同學認為是：____．

（驗證猜想、實驗探究）

（3）為了驗證各自的猜想，甲、乙同學分別進行了實驗：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
甲同學：用一支潔凈的試管取少量固體A，再加入過量稀鹽酸	____	自己的猜想正確
乙同學：用一支潔凈的試管取少量的固體A，加水，充分振蕩．向上層清液中滴加 ____	上層清液由無色變?yōu)榧t色	自己的猜想正確

（交流表達、反思評價）

（4）同學們經(jīng)過討論后認為，甲同學的實驗____（填“能”或“不能”）證明固體A的成分，理由是__，最終同學們確定乙同學的猜想是正確的；

（5）同學們得到的固體A8.7g，加入足量的稀鹽酸充分反應后，將溶液加熱濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶得到11.1g固體，則固體A中所含的CaCO3的質(zhì)量是____g；

（6）同學們結(jié)合對固體成分的探究，經(jīng)過討論確定了丁同學對溶液B的猜想正確，理由是___。

（拓展延伸、鞏固提高）

（7）同學們欲將溶液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)渾濁的原因是___，于是，同學們立即變換方案，向B溶液中加入適量的____，過濾，將濾液加熱濃縮至飽和，____、過濾、洗滌、烘干得到比較純凈的氫氧化鈉固體。

Answer 1

【答案】漏斗 NaOH、Na2CO3 固體溶解，產(chǎn)生氣泡 酚酞試液 不能 過量的稀鹽酸既能和氫氧化鈣反應生成氯化鈣和水，又能和碳酸鈣反應生成氯化鈣、水和二氧化碳 5 氫氧化鈣是過量的 氫氧化鈣的溶解度隨著溫度升高而減小，加熱時部分氫氧化鈣析出 碳酸鈉溶液 降溫結(jié)晶

【解析】

（1）過濾操作中，除燒杯和玻璃棒外，過濾必須用到玻璃儀器是漏斗。

根據(jù)題意，一定量的生石灰加入一只潔凈的燒杯中，加入碳酸鈉溶液，發(fā)生的反應有：氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，固體A和溶液B的成分根據(jù)以上反應進行推斷。物質(zhì)之間都恰好完全反應，溶液B中溶質(zhì)的成分是NaOH；若氫氧化鈣過量，則溶液B中溶質(zhì)的成分是NaOH、；若碳酸鈉過量，則溶液B中溶質(zhì)的成分是NaOH、Na2CO3。

提出問題、假設猜想：

戊同學認為是NaOH、Na2CO3。

驗證猜想、實驗探究：

（3）根據(jù)題意甲同學認為固體A是CaCO3，碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，則甲同學實驗中的實驗現(xiàn)象為固體溶解，產(chǎn)生氣泡；

根據(jù)題意乙同學認為固體A是CaCO3和，氫氧化鈣溶液呈堿性，可以使酚酞溶液變紅，則乙同學的實驗步驟為用一支潔凈的試管取少量的固體A，加水，充分振蕩．向上層清液中滴加酚酞試液；

交流表達、反思評價：

（4）同學們經(jīng)過討論后認為，甲同學的實驗不能證明固體A的成分，理由是過量的稀鹽酸既能和氫氧化鈣反應生成氯化鈣和水，又能和碳酸鈣反應生成氯化鈣、水和二氧化碳。

（5）由（4）可知固體A為碳酸鈣和氫氧化鈣的混合物，設碳酸鈣質(zhì)量為x，氫氧化鈣的質(zhì)量為8.7g-x，根據(jù)反應前后鈣元素守恒，則有：

解得x=5g

答：固體A中所含的CaCO3的質(zhì)量是5g。

（6）同學們結(jié)合對固體成分的探究，經(jīng)過討論確定了丁同學對溶液B的猜想正確，理由是氫氧化鈣是過量的。

拓展延伸、鞏固提高：

（7）加熱時溶液出現(xiàn)渾濁的原因是氫氧化鈣的溶解度隨著溫度升高而減小，加熱時部分氫氧化鈣析出，于是，同學們立即變換方案，向B溶液中加入適量的碳酸鈉溶液，碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，過濾，將濾液加熱濃縮至飽和，降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、烘干得到比較純凈的氫氧化鈉固體。