Question

（2012?攀枝花）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

CaO+H₂O=Ca（OH）₂、Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH；

．
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

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】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 酚酞溶液 ．	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

加入稀鹽酸有氣泡只能證明有CaCO₃，不能證明有無Ca（OH）₂

；
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

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[或Ca（OH）₂微溶于水]，所以一定有Ca（OH）₂或固體中有Ca（OH）₂即Ca（OH）₂過量，所以不會有Na₂CO₃

．
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

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

．
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

分析：根據生石灰和水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和碳酸鈉反應生成氫氧化鈉和碳酸鈣沉淀進行解答；
【猜想與假設1】根據常溫下氫氧化鈣的溶解度小進行解答；
【實驗與探究】根據堿溶液遇到酚酞試液顯紅色進行解答；
【反思與評價】根據加入稀鹽酸有氣泡只能證明有CaCO₃，不能證明有無Ca（OH）₂進行解答；
【表達與交流】根據碳酸鈉和氫氧化鈣反應中是恰好反應還是某一物質有剩余以及Ca（OH）₂的溶解度隨溫度的升高而降低進行解答．

解答：解：生石灰和水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和碳酸鈉反應生成氫氧化鈉和碳酸鈣沉淀，發生反應的化學方程式為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂、Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH；；
【猜想與假設1】常溫下氫氧化鈣的溶解度小．乙同學猜想可能含有的Ca（OH）₂理由是常溫下Ca（OH）₂ 微溶于水，可能會有Ca（OH）₂不能溶解；
【實驗與探究】堿溶液遇到酚酞試液顯紅色，取少量固體于試管中，加水充分振蕩，過濾，向濾液中滴加酚酞溶液，溶液由無色變為紅色，乙的猜想正確；
【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，所以甲同學的實驗不能證明他的猜想；
【表達與交流】碳酸鈉和氫氧化鈣反應中是恰好反應還是某一物質有剩余，無論哪一種情況都有氫氧化鈉，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[或Ca（OH）₂微溶于水]，所以一定有Ca（OH）₂或固體中有Ca（OH）₂ 即Ca（OH）₂過量，所以不會有Na₂CO₃；
Ca（OH）₂的溶解度隨溫度的升高而降低，該小組同學欲將溶液B加熱濃縮，加熱不久，溶液出現渾濁，原因：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．
故答案為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂、Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH；
【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】酚酞溶液；
【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[或Ca（OH）₂微溶于水]，所以一定有Ca（OH）₂或固體中有Ca（OH）₂ 即Ca（OH）₂過量，所以不會有Na₂CO₃；
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．

點評：通過回答本題知道了在分析化學反應后所得物質的成分時，除了考慮生成物外還需考慮反應物是否有剩余，兩種物質發生反應時，若其中一種反應物有剩余，可判斷另一種反應物一定完全反應．