Question

16．在古代，人們常用貝殼（主要成分是碳酸鈣，雜質(zhì)不參加反應且不溶于水）和純堿為原料制取燒堿．某小組同學按題如圖所示流程進行實驗，請你參與探究并回答相關(guān)問題．

（1）貝殼高溫鍛燒時，發(fā)生反應的化學方程式是CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
（2）操作I中用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；
（3）溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到固體C的過程中，常用玻璃棒攪拌，其目的是使液體受熱均勻，防止液滴外濺；
【問題與發(fā)現(xiàn)】該小組同學所得固體C一定是純凈的NaOH嗎？
【猜想與假設(shè)】根據(jù)反應原理，甲、乙、丙三位同學提出以下猜想：
 甲：純凈的NaOH     乙：NaOH和Na₂CO₃的混合物      丙：NaOH和Ca（OH）₂的混合物
【探究與驗證】甲、乙、丙三位同學分別設(shè)計下列方案，對自己的猜想進行驗證．實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論如下表，請參與他們的探究并完成所缺內(nèi)容．

	實驗操作	現(xiàn)象	結(jié)論
甲	取少量固體C，溶于適量水形成溶液后，滴加幾滴酚酞試液	溶液變紅	猜想成立
乙	取少量固體C，溶于適量水形成溶液后，滴加足量的 稀鹽酸	無氣泡產(chǎn)生	猜想不成立
丙	取少量固體C，溶于適量水形成溶液后，滴加幾滴飽和Na2CO3溶液	生成白色沉淀	猜想成立

【反思與評價】同學們認真研究實驗流程，討論后一致認為甲同學的實驗方案不正確，理由是因為碳酸鈉、氫氧化鈣的水溶液都顯堿性，它們都能夠使酚酞試液變紅色，所以酚酞試液變紅色，不能說明是純凈的氫氧化鈉．．
【拓展】請設(shè)計實驗方案驗證實驗室久置的氫氧化鈉溶液已經(jīng)部分變質(zhì)：取少量氫氧化鈉溶液，向其中滴加適量的氯化鈣溶液，觀察到有白色沉淀生成，至不再產(chǎn)生沉淀后，取上層清液，向其中滴加酚酞試液，溶液變?yōu)榧t色，綜上則說明氫氧化鈉部分變質(zhì)．．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳酸鈣在高溫的條件下生成氧化鈣和二氧化碳進行分析；
（2）根據(jù)過濾時要用到的主要儀器之一是漏斗進行分析；
（3）根據(jù)玻璃棒的用途有攪拌、引流、轉(zhuǎn)移物質(zhì)等進行分析；
【猜想與假設(shè)】根據(jù)反應生成的產(chǎn)物作出猜想；
【探究與驗證】根據(jù)顯堿性的溶液能使酚酞試液變紅色，碳酸鈉能和稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，碳酸鈉能和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉進行分析；
【反思與評價】根據(jù)碳酸鈉、氫氧化鈣的水溶液都顯堿性，都能夠使酚酞試液變紅色進行分析；
【拓展】根據(jù)氫氧化鈉的性質(zhì)和變質(zhì)后的產(chǎn)物為碳酸鈉進行解答即可．

解答 解：（1）碳酸鈣在高溫的條件下生成氧化鈣和二氧化碳，化學方程式為：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）操作I中用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；
（3）溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到固體C的過程中，常用玻璃棒攪拌，其目的是：使液體受熱均勻，防止液滴外濺；
【猜想與假設(shè)】氧化鈣和水反應生成了氫氧化鈣，而氫氧化鈣可以和碳酸鈉反應生成氫氧化鈉，若氫氧化鈣是過量的，則在反應后的溶液中還含有氫氧化鈣，即丙可以作出固體C為氫氧化鈉和氫氧化鈣的猜想；
【探究與驗證】乙：取少量固體C，溶于適量水形成溶液后，滴加足量的稀鹽酸，如果無氣泡產(chǎn)生，說明氫氧化鈉中不含有碳酸鈉，猜想不成立；
丙：取少量固體C，溶于適量水形成溶液后，滴加幾滴飽和碳酸鈉溶液，如果出現(xiàn)白色沉淀，說明氫氧化鈉中含有氫氧化鈣，猜想成立；

	實驗操作	現(xiàn)象	結(jié)論
甲	取少量固體C，溶于適量水形成溶液后，滴加幾滴酚酞試液	溶液變紅	猜想成立
乙	取少量固體C，溶于適量水形成溶液后，滴加足量的稀鹽酸	無氣泡產(chǎn)生	猜想不成立
丙	取少量固體C，溶于適量水形成溶液后，滴加幾滴飽和Na2CO3溶液	生成白色沉淀	猜想成立

【反思與評價】根據(jù)實驗流程，可以判定甲同學設(shè)計的方案不嚴密，理由是：因為碳酸鈉、氫氧化鈣的水溶液都顯堿性，無論碳酸鈉過量還是氫氧化鈣過量，混有碳酸鈉或氫氧化鈣的氫氧化鈉配成溶液后，都能夠使酚酞試液變紅色，所以酚酞試液變紅色，不能說明是純凈的氫氧化鈉，故甲同學設(shè)計的方案是錯誤的；
【拓展】氫氧化鈉不能和氯化鈣反應，而變質(zhì)后生成的碳酸鈉可以和氯化鈣反應，所以可以用氯化鈣溶液來進行檢驗，即：取適量氫氧化鈉溶液，向其中滴加適量的氯化鈣溶液，觀察到有白色沉淀生成，至不再產(chǎn)生沉淀后，取上層清液，向其中滴加酚酞試液，溶液變?yōu)榧t色，綜上則說明氫氧化鈉變質(zhì)．
故答案為：（1）CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）漏斗；
（3）使溶液體受熱均勻，防止液滴外濺；
【猜想與假設(shè)】氫氧化鈉和氫氧化鈣；
【探究與驗證】

	實驗操作	現(xiàn)象	結(jié)論
甲
乙	稀鹽酸
丙		生成白色沉淀

【反思與評價】甲；因為碳酸鈉、氫氧化鈣的水溶液都顯堿性，它們都能夠使酚酞試液變紅色，所以酚酞試液變紅色，不能說明是純凈的氫氧化鈉；
【拓展】取少量氫氧化鈉溶液，向其中滴加適量的氯化鈣溶液，觀察到有白色沉淀生成，至不再產(chǎn)生沉淀后，取上層清液，向其中滴加酚酞試液，溶液變?yōu)榧t色，綜上則說明氫氧化鈉變質(zhì)．

點評 化學實驗現(xiàn)象是化學實驗最突出、最鮮明的部分，也是進行分析推理得出結(jié)論的依據(jù)，掌握物質(zhì)的性質(zhì)和相互之間的反應關(guān)系，并有助于提高觀察、實驗能力．