Question

在化學實驗技能考試中，有一題目是鑒別氫氧化鈣溶液和氫氧化鈉溶液，某同學進行了如圖所示的實驗．

（1）寫出試管②中反應的化學方程式：

Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O

．
（2）當看到不同現象時停止通氣體，將兩支試管中的廢液倒入同一個干凈的燒杯中，并將廢液進行過濾，同學們對濾液成分進行了探究．
【提出問題】濾液中除水外還含有哪些物質？
【查閱資料】①氯化鈣溶液呈中性；
②Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
【猜想假設】甲同學認為：只含有氫氧化鈉
乙同學認為：只含有碳酸鈉；
丙同學認為：含有氫氧化鈉和氫氧化鈣；
丁同學認為：含有氫氧化鈉、碳酸鈉和氫氧化鈣；
你認為還可能是

氫氧化鈉和碳酸鈉

（寫一種猜想）．
【分析討論】你認為哪位同學的猜想不合理并說明理由

丁同學猜想不合理，因為Na₂CO₃和Ca（OH）₂能發生反應，不能共存

．
【實驗設計】設計一個簡單的實驗證明你的猜想正確．

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
取濾液于試管中， 取濾液于試管中，加入過量的氯化鈣溶液， 靜置取上層清液滴加無色酚酞	試管中出現白色渾濁， 且上層清液呈紅色	猜想正確

【實驗分析】甲同學針對自己的猜想進行了如下實驗：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
取樣于試管中，滴入少量稀鹽酸	無明顯現象	猜想成立

你認為甲同學對實驗結果判斷是否正確？請說明理由．

不正確，因為乙、丙猜想均可出現上述現象

．

Answer 1

分析：（1）根據二氧化碳與氫氧化鈣的反應寫出反應的方程式；
（2）【猜想】根據二氧化碳和氫氧化鈣、氫氧化鈉反應時，可能剛好完全反應，也可能其中的一種過量，結合題中的猜想進行分析；
【討論】根據碳酸鈣離子和鈣離子會生成沉淀進行分析；
【實驗設計】根據猜想，只要設計實驗驗證氫氧化鈉和碳酸鈉存在進行分析；
【實驗分析】根據鹽酸也可以與氫氧化鈉和氫氧化鈣的反應進行分析．

解答：解：（1）二氧化碳與氫氧化鈣的反應生成了碳酸鈣沉淀和水，反應的方程式是：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）[猜想]根據反應原理可知，①②試管中二氧化碳與兩種堿的反應，可能是兩者恰好完全反應，也可能其中的一種過量，結合已有的猜想，可猜想混合液中含有氫氧化鈉和碳酸鈉，
[討論]碳酸根離子和鈣離子會直接反應生成碳酸鈣沉淀，因此丁同學猜想不合理，因為Na₂CO₃和Ca（OH）₂能發生反應，不能共存．
[實驗設計]由于兩者的溶液均顯堿性，所以可以加入只和碳酸鈉反應的物質氯化鈣，如果有白色沉淀生成既有碳酸鈉，再取反應后的上層清液檢驗其是否具有堿性，如果顯堿性則原溶液中含有氫氧化鈉，因此需在上層清液中滴加酚酞進行檢驗，所以實驗如下：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
取濾液于試管中，取濾液于試管中，加入過量的氯化鈣溶液，靜置取上層清液滴加無色酚酞	試管中出現白色渾濁，且上層清液呈紅色	猜想正確

[實實驗分析]鹽酸也可以和氫氧化鈉反應也可與氫氧化鈣反應，反應時均無現象出現，因此無法區分乙與丙的猜想；
故答案為：（1）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）[猜想假設]氫氧化鈉和碳酸鈉；
[分析討論]丁同學猜想不合理，因為Na₂CO₃和Ca（OH）₂能發生反應，不能共存；
[實驗設計]實驗步驟：取濾液于試管中，加入過量的氯化鈣溶液，靜置取上層清液滴加無色酚酞；實驗現象：試管中出現白色渾濁，且上層清液呈紅色；
[實驗分析]不正確，因為乙、丙猜想均可出現上述現象．

點評：在做此類題時，首先弄清所要鑒別的物質的不同性質，然后選擇適當的試劑進行鑒別，出現不同的現象，在分析化學反應后所得物質的成分時，除考慮生成物外還需考慮反應物的過量問題．