Question

在發(fā)明電解法以前，人們常用貝殼(主要成分是碳酸鈣，雜質不參加反應且不溶于水)和純堿為原料制取燒堿。某小組同學按下圖所示流程進行實驗，請你參與探究并回答相關問題。

(1)反應1的化學方程式是    

(2)反應3的化學方程式是              ；

(3)操作I中用到的玻璃儀器有燒杯、    、玻璃棒；

(4)溶液蒸發(fā)結晶得到固體C的過程中，常用玻璃棒攪拌，其目的是    ；

【問題與發(fā)現】 該小組同學所得固體C一定是純凈的NaOH嗎?

【猜想與假設】 根據反應原理，甲、乙、丙三位同學提出以下猜想：

甲：純凈的NaOH

乙：NaOH和Na₂CO₃的混合物

丙：NaOH和    的混合物

【探究與驗證】 甲、乙、丙三位同學分別設計下列方案，對自己的猜想進行驗證。實驗操作、現象和結論如下表，請參與他們的探究并完成所缺內容。

【反思與評價】 同學們認真研究實驗流程，討論后一致認為乙、丙兩同學的方案、現象和推理均正確，請你根據實驗流程對甲同學設計方案進行評價：   。

 

Answer 1

【答案】

(1)CaCO₃CaO+CO₂↑   (2)Ca(OH)₂+ Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH

(3)漏斗；(4)關鍵詞:防止液滴飛濺； 氫氧化鈣

(5)稀鹽酸；(6)溶液中生成白色沉淀；

(7)關鍵詞: 結論不準確, 未能考慮碳酸鈉溶液也呈堿性。

【解析】

試題分析：（1）根據圖示可知，反應1是碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳，故反應的化學方程式是CaCO₃CaO+CO₂↑。

（2）根據圖示可知，反應1生成的固體氧化鈣，在加入水后，反應生成氫氧化鈣（反應2），而氫氧化鈣能與碳酸鈉反應，生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉（反應3），故反應的化學方程式是Ca(OH)₂+ Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH。

（3）操作I是將固體B和溶液分離，而將不溶水的固體物質與液體分離的方法是過濾，過濾用到的玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒。

（4）溶液蒸發(fā)結晶得到固體C的過程中，常用玻璃棒攪拌，目的是防止液體受熱不均勻，造成液滴飛濺。

【猜想與假設】由于氫氧化鈣與碳酸鈉的反應，不一定是恰好完全反應，故反應物可能會有剩余，所以所得溶液C中除了反應生成的氫氧化鈉之外，還可能含有氫氧化鈣或碳酸鈉。

【探究與驗證】由于乙的猜想是氫氧化鈉與碳酸鈉，其中碳酸鈉能與酸反應生成二氧化碳氣體，則根據乙操作所出現的現象和結論可知，乙加入的是稀鹽酸或稀硫酸；

由于丙的猜想是氫氧化鈉與氫氧化鈣的混合物，由于猜想成立，即說明一定含有氫氧化鈣，故向其中滴加碳酸鈉溶液，二者反應會生成白色沉淀（碳酸鈣）。

【反思與評價】甲的設計方案不嚴密，在實驗過程中，純堿溶液與氫氧化鈣不一定恰好完全反應，而不論剩余純堿溶液，還是氫氧化鈣溶液，均能顯堿性，故無論哪種物質過量，滴加酚酞均會變紅，故不能據溶液變紅確定只有氫氧化鈉。

考點：物質的相互轉化和制備

點評：本題是一道結合實驗流程圖探究燒堿制備的探究題，考查了學生依據相關知識分析、解決問題的能力，對于驗證型實驗探究，要熟記物質的性質或變化規(guī)律，根據給出的實驗設計方案，進行實驗、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實驗現象，來驗證該物質的性質或變化規(guī)律等。