Question

5．某同學做Na₂CO₃和澄清石灰水反應的實驗，過濾，得到澄清的濾液．老師：濾液中可能含哪些雜質？
甲同學：可能恰好完全反應，只含NaOH．
乙同學：可能含有NaOH和Na₂CO₃；
丙同學：一定含有NaOH、Na₂CO₃和Ca（OH）₂；
（1）你認為三位同學的猜想中丙同學的猜想不合理，請說明理由：因為Na₂CO₃與Ca（OH）₂要發生反應，不可能共存．
（2）請你也提出一個與三位同學不同的猜想，你的猜想是可能含有NaOH和Ca（OH）₂．
請設計一個簡單的實驗對你的猜想加以證明：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
取樣于試管中，通入二氧化碳	出現白色渾濁	溶液中含有Ca（OH）2

（3）乙同學：可能含有NaOH和Na₂CO₃；丁同學為了驗證乙同學的結論進行了如下實驗：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
取樣于試管中，滴入幾滴稀鹽酸．	沒有氣泡產生	不含Na2CO3，所以乙的猜想不成立

丁同學的實驗是否正確？不正確，理由：有NaOH存在，就不會有CO₂氣體放出，但Na₂CO₃可能存在．
要驗證乙同學結論，還可以用什么方法？取樣于試管中，滴入幾滴氯化鈣溶液，觀察是否生成白色沉淀．．

Answer 1

分析 利用對碳酸鈉和澄清石灰水完全反應生成物的認識，及不完全反應的碳酸鈉過量或澄清石灰水過量的情況進行分析，得出物質存在的可能，完成對物質組成的猜想；
碳酸鈉與氫氧化鈣可以發生反應，不能共存于同一溶液中，對猜想中物質存在的可能性進行分析，對幾種猜想進行評價；
利用氫氧化鈣與氫氧化鈉性質或變化規律的不同，選取行當的物質設計實驗證明溶液中氫氧化鈣的存在．
碳酸鈉與鹽酸反應可放出氣體二氧化碳，但若溶液中存在氫氧化鈉時，產生的少量氣體二氧化碳又會被溶液中氫氧化鈉吸收，而觀察不到有氣體放出的現象，因此，此時需要加入較多量的稀鹽酸．

解答 解：（1）丙同學在進行猜想時，沒有考慮到碳酸鈉和氫氧化鈣都有剩余時，反應還會繼續進行；因此，猜想錯誤；故填：丙；因為Na₂CO₃與Ca（OH）₂要發生反應，不可能共存；
（2）碳酸鈉溶液和澄清石灰水發生反應，若恰好完全反應，所得溶液中溶質為氫氧化鈉溶液；若反應中碳酸鈉有剩余，所得溶液中溶質則為氫氧化鈉與碳酸鈉；若反應中氫氧化鈣溶液有剩余，所得溶液則為氫氧化鈉溶液與氫氧化鈣的混合溶液；其它兩種可能已被另兩位同學做了猜想，所以，我的猜想只能為：氫氧化鈉溶液與氫氧化鈣溶液的混合物；
氫氧化鈉和氫氧化鈣同屬于堿，其化學性質很相似，但在發生反應時的現象卻因金屬離子的不同而不同；如與氣體二氧化碳反應時，氫氧化鈣能形成沉淀而氫氧化鈉與二氧化碳因生成可溶性的碳酸鈉而無明顯現象；因此可利用變化時現象的不同，證明氫氧化鈣的存在；
故答案為：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
通入二氧化碳	出現白色渾濁	溶液中含有 Ca（OH）2

（3）向氫氧化鈉溶液與碳酸鈉溶液的混合溶液中滴加少量稀鹽酸時，稀鹽酸與碳酸鈉反應產生的少量氣體會被氫氧化鈉吸收而觀察不到有氣體放出，因此，滴加少量稀鹽酸看不到氣泡不能得到溶液不含碳酸鈉的結論；
故答案為：不正確．有NaOH存在，就不會有CO₂氣體放出，但Na₂CO₃可能存在；
證明碳酸鈉的存在就是證明溶液中含有碳酸根離子，可用滴加氯化鈣溶液，觀察是否生成白色沉淀的方法來檢驗，故填：取樣于試管中，滴入幾滴氯化鈣溶液，觀察是否生成白色沉淀．

點評 對反應后所得溶液的組成進行猜想時，首先可以確定反應后的生成物的存在，然后還要考慮反應物的過量情況，對所得溶液進行猜想，并據物質的性質設計實驗和依據相關知識分析解答問題．