Question

14．某興趣小組發現了一包敞口放置的堿石灰樣品，為探究其成分，同學們在實驗室對這包堿石灰樣品展開了探究．
【查閱資料】①堿石灰是由CaO和NaOH固體混合而成的，通常用于吸收二氧化碳和干燥氣體．②CaCl₂顯中性．
【提出猜想】根據資料，小宏分析堿石灰樣品的主要成分可能含有CaO、NaCl、NaOH、Na₂CO₃、Ca（OH）₂、CaCO₃．
他認為含有Na₂CO₃的原因是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O（用化學方程式表示），其他同學否定了NaCl的存在，原因是反應物中不含有氯元素，因此不能生成氯化鈉．
【實驗探究】小組討論后設計如下實驗進行，請補充探究過程．

實驗步驟及操作	實驗現象	結論
①取部分該樣品于試管中，加少量水	無明顯放熱現象	堿石灰樣品中不含CaO和NaOH
②繼續加足量水，振蕩， ③過濾，向白色沉淀中滴加稀鹽酸	產生白色沉淀 白色沉淀消失，并產生氣泡	堿石灰樣品中一定含有CaCO3
④從步驟②的試管中取少量上層清液于另一試管中， 向其中滴加過量BaCl2溶液	產生白色沉淀
⑤從步驟④的試管中取上層清液于另一試管中， 向其中滴加無色酚酞試液	溶液變紅色

【思考與分析】小濤同學經過分析認為步驟③的結論不準確，用化學方程式說明原因Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；
【解釋與結論】通過以上探究與分析：該堿石灰樣品中一定含有Na₂CO₃、Ca（OH）₂，步驟⑤所得溶液中除酚酞外還含有的溶質NaCl、BaCl₂、NaOH．

Answer 1

分析 【提出猜想】
氫氧化鈉能和空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水；
化學反應遵循質量守恒定律，即反應前后元素種類不變，原子種類和總個數不變；
【實驗探究】
氧化鈣和氫氧化鈉固體溶于水都會放出大量的熱；
碳酸鈣不溶于水，能和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳；
碳酸鈉能和氫氧化鈣反應生成白色沉淀碳酸鈣和氫氧化鈉；
氯化鋇能和碳酸鈉反應生成白色沉淀碳酸鋇和氯化鈉；
顯堿性的溶液能使酚酞試液變紅色；
【思考與分析】
碳酸鈉溶液、氫氧化鈣溶液和氫氧化鈉溶液都是顯堿性的溶液，都能夠使酚酞試液變紅色；
【解釋與結論】
根據實驗現象可以判斷該堿石灰樣品中的物質組成，同時能夠判斷步驟⑤所得溶液中除酚酞外還含有的溶質．

解答 解：【提出猜想】
他認為含有Na₂CO₃的原因是氫氧化鈉和空氣中的二氧化碳反應生成了碳酸鈉和水，反應的化學方程式為：
2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
其他同學否定了NaCl的存在，原因是：反應物中不含有氯元素，因此不能生成氯化鈉．
故填：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；反應物中不含有氯元素，因此不能生成氯化鈉．
【實驗探究】
①取部分該樣品于試管中，加少量水，無明顯放熱現象，說明堿石灰樣品中不含CaO和NaOH；
②繼續加足量水，振蕩，產生白色沉淀，說明樣品中可能含有碳酸鈣，也可能是樣品中的碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成了白色沉淀碳酸鈣；
③過濾，向白色沉淀中滴加稀鹽酸，白色沉淀消失，并產生氣泡，說明沉淀是碳酸鈣；
④從步驟②的試管中取少量上層清液于另一試管中，向其中滴加過量BaCl₂溶液，產生白色沉淀，說明樣品中含有碳酸鈉；
⑤從步驟④的試管中取上層清液于另一試管中，向其中滴加無色酚酞試液，溶液變紅色，說明溶液顯堿性；
填表如下所示：

實驗步驟及操作	實驗現象	結論
①取部分該樣品于試管中，加少量水	無明顯放熱現象	堿石灰樣品中不含CaO和NaOH
②繼續加足量水，振蕩， ③過濾，向白色沉淀中滴加稀鹽酸	產生白色沉淀 白色沉淀消失，并產生氣泡	堿石灰樣品中一定含有CaCO3
④從步驟②的試管中取少量上層清液于另一試管中， 向其中滴加過量BaCl2溶液	產生白色沉淀
⑤從步驟④的試管中取上層清液于另一試管中， 向其中滴加無色酚酞試液	溶液變紅色

【思考與分析】
步驟③的結論不準確，是因為碳酸鈉和氫氧化鈣反應能夠生成碳酸鈣沉淀，反應的化學方程式為：
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
故填：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
【解釋與結論】
通過以上探究與分析可知，該堿石灰樣品中一定含有Na₂CO₃、Ca（OH）₂；
步驟⑤所得溶液中除酚酞外還含有的溶質有反應生成的氯化鈉、氫氧化鈉和過量的氯化鋇．
故填：Na₂CO₃、Ca（OH）₂；NaCl、BaCl₂、NaOH．

點評 步驟5中，溶液變紅色，說明溶液中含有顯堿性的物質，只能是反應生成的氫氧化鈉，這是因為步驟4中說明溶液中含有碳酸鈉，進一步說明步驟中氫氧化鈣已經完全反應．