Question

3．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了制取氫氧化鈉，將生石灰放入燒杯中，再向其中加入碳酸鈉溶液，充分反應(yīng)后過(guò)濾、洗滌得到固體和溶液．小組同學(xué)先后對(duì)固體和溶液的成分進(jìn)行了研究．
問(wèn)題一：所得固體中的成分是什么？
【作出猜想】小剛：只有CaCO₃；  小紅：CaCO₃，Ca（OH）₂
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】小剛和小紅為了驗(yàn)證各自的猜想，分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
小剛：取少量固體于試管中，向其中加入稀鹽酸．	有氣泡產(chǎn)生	自己的猜想正確
小紅：取少量固體于試管中，加水充分溶解、過(guò)濾，向?yàn)V液中滴加無(wú)色酚酞試液．	上層清液由無(wú)色變?yōu)榧t色	自己的猜想正確

【分析與結(jié)論】小組同學(xué)討論后認(rèn)為，小剛的實(shí)驗(yàn)不能證明他的猜想，理由是加入稀鹽酸產(chǎn)生氣泡只能夠證明固體中含有碳酸鈣，不能證明固體中是否含有氫氧化鈣；而小紅的實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明他的猜想，因此小組同學(xué)確定了固體的成分．
問(wèn)題二：所得溶液中溶質(zhì)的成分是什么？
【推理與結(jié)論】同學(xué)們經(jīng)過(guò)分析與推理，確定了溶液中溶質(zhì)的成分為NaOH、Ca（OH）₂ ，其推理過(guò)程是碳酸鈉能和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉；．
為了得到純凈的氫氧化鈉溶液，應(yīng)進(jìn)行的操作是向溶液中加入適量的碳酸鈉溶液，過(guò)濾，將濾液加熱濃縮至飽和、降溫結(jié)晶、再過(guò)濾、洗滌、烘干得到比較純凈的氫氧化鈉固體．

Answer 1

分析 【作出猜想】
氧化鈣和水反應(yīng)能生成氫氧化鈣；氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水解答；
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
根據(jù)碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，氫氧化鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水；
顯堿性的溶液能使酚酞試液變紅色；
【分析與結(jié)論】
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷固體的組成情況；
【推理與結(jié)論】
碳酸鈉能和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉；
氫氧化鈉的溶解度隨著溫度的升高而增大，并且受溫度影響很大，可以用降溫結(jié)晶的方法獲得氫氧化鈉晶體．

解答 解：【作出猜想】
氧化鈣和水反應(yīng)能生成氫氧化鈣；氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，小剛：只有CaCO₃；  小紅：CaCO₃，Ca（OH）₂；
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
小剛：取少量固體于試管中，向其中加入稀鹽酸．有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明固體中含有碳酸鈣；
小紅：取少量固體于試管中，加水充分溶解、過(guò)濾，向?yàn)V液中滴加無(wú)色酚酞試液，上層清液由無(wú)色變?yōu)榧t色，說(shuō)明固體中含有氫氧化鈣．
【分析與結(jié)論】
小剛的實(shí)驗(yàn)不能證明固體的成分，這是因?yàn)榧尤胂←}酸產(chǎn)生氣泡只能夠證明固體中含有碳酸鈣，不能證明固體中是否含有氫氧化鈣．
【推理與結(jié)論】
（1）碳酸鈉能和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉；結(jié)合對(duì)本成分的探究，同學(xué)們經(jīng)過(guò)分析與推理，確定了溶液中溶質(zhì)的成分為NaOH、Ca（OH）₂；因?yàn)楣腆w中含有氫氧化鈣，所以溶液是氫氧化鈣的飽和溶液．
（2）向溶液中加入適量的碳酸鈉溶液，過(guò)濾，將濾液加熱濃縮至飽和、降溫結(jié)晶、再過(guò)濾、洗滌、烘干得到比較純凈的氫氧化鈉固體．
答案：
【作出猜想】CaCO₃，Ca（OH）₂；
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
小剛：取少量固體于試管中，向其中加入稀鹽酸．	有氣泡產(chǎn)生	自己的猜想正確
小紅：取少量固體于試管中，加水充分溶解、過(guò)濾，向?yàn)V液中滴加 無(wú)色酚酞試液．	上層清液由無(wú)色變?yōu)榧t色	自己的猜想正確

【分析與結(jié)論】加入稀鹽酸產(chǎn)生氣泡只能夠證明固體中含有碳酸鈣，不能證明固體中是否含有氫氧化鈣．
【推理與結(jié)論】
（1）NaOH、Ca（OH）₂ ；碳酸鈉能和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉；固體中含有氫氧化鈣；
（2）向溶液中加入適量的碳酸鈉溶液，過(guò)濾，將濾液加熱濃縮至飽和、降溫結(jié)晶、再過(guò)濾、洗滌、烘干得到比較純凈的氫氧化鈉固體．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實(shí)質(zhì)奠定基礎(chǔ)．