Question

13．氫化鈣固體是登山運動員常用的能源提供劑．某探究小組的同學通過查閱資料得知，氫化鈣（CaH₂）與水反應生成氫氧化鈣和氫氣（CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑），探究小組的同學把一定量的CaH₂加入碳酸鈉溶液中，充分反應后過濾，得到濾渣和濾液，經檢驗濾渣的成分是碳酸鈣．
【提出問題】濾液中溶質的成分是什么？
【猜想與假設】
猜想一：NaOH　　　　　　　　　　 猜想二：NaOH、Ca（OH）₂
猜想三：NaOH和Na₂CO₃                    　　　猜想四：NaOH、Na₂CO₃、Ca（OH）₂
經過討論，大家一致認為猜想四不合理，請用化學方程式說明原因：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
【實驗驗證】

實驗	現象	結論
實驗一：取濾液，向其中滴入少量碳酸鈉溶液	無明顯現象	猜想二不成立
實驗二：另取濾液，向其中加入足量稀鹽酸	先無變化后產生氣泡	猜想三成立

【反思與拓展】
①若向NH₄Cl的溶液中加一定量CaH₂，充分反應，產生的氣體是NH₃和H₂；（填化學式）
②登山運動員常用CaH₂作為能源提供劑，與氫氣相比，其優點是安全，固體便于攜帶．

Answer 1

分析 由題目的信息可知：氫氧化鈣和碳酸鈉反應時，可能恰好完全反應，這時的濾液中含有的溶質是氫氧化鈉；如果氫氧化鈣過量時，濾液中含有的溶質是氫氧化鈉和氫氧化鈣；如果碳酸鈉過量時，濾液中含有的溶質是氫氧化鈉和碳酸鈉，猜想三應是氫氧化鈉和碳酸鈉；另外由題目的信息可知：猜想四是不合理的，因為碳酸鈉與氫氧化鈣不能共存，碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鈉，配平即可；
在實驗一中，取濾液，向其中滴入少量碳酸鈉溶液，無明顯現象，說明沒有氫氧化鈣，即猜想二不成立；
實驗二：另取濾液，向其中加入足量稀鹽酸，觀察到先無變化后產生氣泡的現象時，說明濾液中含有氫氧化鈉和碳酸鈉，即猜想三成立；
若向NH₄Cl的溶液中加一定量CaH₂，充分反應，產生的氣體是氧氣、氨氣，因為氫化鈣（CaH₂）與水反應生成氫氧化鈣和氫氣，氯化銨和氫氧化鈣反應生成氯化鈣和水和氨氣；登山運動員常用CaH₂作為能源提供劑，與氫氣相比，其優點是攜帶安全．

解答 解：【猜想與假設】
由題目的信息可知：氫氧化鈣和碳酸鈉反應時，可能恰好完全反應，這時的濾液中含有的溶質是氫氧化鈉；如果氫氧化鈣過量時，濾液中含有的溶質是氫氧化鈉和氫氧化鈣；如果碳酸鈉過量時，濾液中含有的溶質是氫氧化鈉和碳酸鈉，猜想三應是氫氧化鈉和碳酸鈉；
由題目的信息可知：猜想四是不合理的，因為碳酸鈉與氫氧化鈣不能共存，碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鈉，配平即可；故答案為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
【實驗證明】
實驗一，取濾液，向其中滴入少量碳酸鈉溶液，沒有產生沉淀，說明沒有氫氧化鈣，即猜想二不成立；
實驗二：另取濾液，向其中加入足量稀鹽酸，觀察到先無變化后產生氣泡的現象時，說明濾液中含有氫氧化鈉和碳酸鈉，即猜想三成立；
碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應的化學方程式為：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
【反思與拓展】
①由于氫化鈣（CaH₂）與水反應生成了氫氧化鈣和氫氣，氫氧化鈣與氯化銨反應生成了氯化鈣、氨氣和水，所以，產生的氣體是NH₃，H₂；
②CaH₂作為能源提供劑，與氫氣相比，其優點是固體便于攜帶；
故答案為：
【猜想與假設】NaOH和Na₂CO₃；Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
【實驗證明】實驗一：二；實驗二：先無變化后產生氣泡．
【反思與拓展】①NH₃和H₂，②安全，固體便于攜帶（合理即可）．

點評 本題既考查了實驗步驟的設計，又考查了化學方程式的書寫，還對實驗進行了評價，綜合性比較強．實驗探究題是近幾年中考的熱點之一，它包括實驗方法和過程的探究，實驗結論和實驗規律的探究等．本題通過實驗資料和實驗分析，得到了正確的結論，屬于結論性探究．同學們要具體分析，綜合掌握．