Question

13．某�；瘜W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漏斗．
【提出問題、假設痏想】
（2）固體A中的成分是什么？
甲同學認為是：CaC0₃．
乙同學認為是：CaCO₃和Ca（OH）₂．
溶液B中溶質的成分是什么？
丙同學認為是：NaOH
丁同學認為是：NaOH、Ca（OH）₂
戊同學認為是：NaOH、Na₂CO₃．
【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	固體溶解，產生氣泡	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 酚酞試液	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，甲同學的實驗不能（填“能”或“不能”）證明固體A的成分，理由是過量的稀鹽酸能和氫氧化鈣反應生成氯化鈣和水，能和碳酸鈣反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，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)結晶得到ll．lg固體，則固體A中所含的CaC0₃的質量是5g；
（6）同學們結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）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．過濾，將濾液加熱濃縮至飽和，降溫、過濾、洗滌、烘干得到比較純凈的氫氧化鈉固體．

Answer 1

分析 【設計實驗、制取氫氧化鈉】
過濾時需要漏斗；
【提出問題、假設猜想】
溶液B中溶質的成分是NaOH，或NaOH、Ca（OH）₂，或NaOH、Na₂CO₃；
【驗證猜想、實驗探究】
碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳；
顯堿性的溶液能使酚酞試液變紅色；
【交流表達、反思評價】
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以進行相關方面的計算；
碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉．

解答 解：【設計實驗、制取氫氧化鈉】
（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．
故填：漏斗．
【提出問題、假設痏想】
溶液B中溶質的成分是NaOH，或NaOH、Ca（OH）₂，或NaOH、Na₂CO₃．
故填：NaOH、Na₂CO₃．
【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，如下表所示：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
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	固體溶解，產生氣泡	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．向上層清液中滴加酚酞試液	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，甲同學的實驗不能證明固體A的成分，理由是過量的稀鹽酸能和氫氧化鈣反應生成氯化鈣和水，能和碳酸鈣反應生成氯化鈣、水和二氧化碳．
故填：不能；過量的稀鹽酸能和氫氧化鈣反應生成氯化鈣和水，能和碳酸鈣反應生成氯化鈣、水和二氧化碳．
（5）設碳酸鈣質量為x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，Ca（OH）₂+2HCl═CaCl₂+2H₂O，
 100        111                74           111
  x         $\frac{111}{100}$x             8.7g-x      $\frac{111×（8.7g-x）}{74}$
   $\frac{111}{100}$x+$\frac{111×（8.7g-x）}{74}$=11.1g，
x=5g，
故填：5．
（6）同學們結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．
故填：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，過濾，將濾液加熱濃縮至飽和，降溫、過濾、洗滌、烘干得到比較純凈的氫氧化鈉固體．
故填：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．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．