Question

據有關資料介紹：將貝殼（主要成分是碳酸鈣）灼燒后與草木灰（主要成分是碳酸鉀）在水中作用，可以得到氫氧化鉀．某化學課外小組的同學們為了制取氫氧化鉀，將少量碳酸鈣充分灼燒后的固體放入燒杯中，再向其中加入一定量10%的碳酸鉀溶液，充分反應冷卻后過濾、洗滌得到固體A和溶液B，操作步驟如圖所示．請你與小組同學共同完成以下探究：
【提出問題1】固體A中的成分是什么？
【查閱資料】
①CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑
②碳酸鉀與碳酸鈉性質相似，在溶液中都能與氫氧化鈣發生復分解反應．
【猜想與假設】甲同學：只有CaCO₃；乙同學：CaCO₃、Ca（OH）₂；丙同學：CaCO₃、CaO
甲、乙兩位同學認為丙同學的猜想不合理，理由是

 

（用化學方程式表示）．
【實驗與探究】
甲、乙同學為了驗證各自的猜想，分別進行了下述實驗：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
甲同學：取少量固體于試管中，向其中加入稀鹽酸	有氣泡產生	自己的猜想正確
乙同學：		自己的猜想正確

【反思與評價】小組同學討論后認為，甲同學的實驗不能證明他的猜想，理由是

 

；而乙同學的實驗能證明他的猜想，因此小組同學確定了固體A的成分．
【提出問題2】溶液B中溶質的成分是什么？
【猜想與假設】猜想1：KOH、K₂CO₃；猜想2：KOH、Ca（OH）₂；猜想3：KOH
【表達與交流】結合上述實驗，同學們討論確定了猜想

 

正確，理由是

 

．為了得到純凈的氫氧化鉀，需要向溶液B中滴加適量的一種溶液，發生反應的化學方程式為

 

．

Answer 1

分析：由題目的信息可知：甲、乙兩位同學認為丙同學的猜想不合理，理由是生石灰和水反應生成熟石灰，因此氧化鈣不存在；甲同學：取少量固體于試管中，向其中加入稀鹽酸，有氣泡產生，他的猜想不一定正確，因為CaCO₃和Ca（OH）₂混合物加入鹽酸也會有氣體產生，所以不能證明固體中只有CaCO₃．乙同學：取少量固體于試管中，加水溶解后過濾，向濾液中加入酚酞溶液，濾液變為紅色，說明是碳酸鈣和氫氧化鈣的混合物，因此乙同學的猜想正確；結合上述實驗，同學們討論確定了猜想2是正確的，因為反應后一定有KOH生成，上述實驗中乙同學證明了固體含有Ca（OH）₂，則溶液中一定存在溶解的Ca（OH）₂；為了得到純凈的氫氧化鉀，只要把過量的氫氧化鈣除去即可，氫氧化鈣可以用適量的碳酸鉀除去，氫氧化鈣與碳酸鉀反應生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鉀，配平即可．

解答：解：【猜想與假設】甲、乙兩位同學認為丙同學的猜想不合理，理由是生石灰和水反應生成熟石灰，因此氧化鈣不存在，故答案為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂
【實驗與探究】甲同學：取少量固體于試管中，向其中加入稀鹽酸，有氣泡產生，他的猜想不一定正確，因為CaCO₃和Ca（OH）₂混合物加入鹽酸也會有氣體產生，所以不能證明固體中只有CaCO₃．乙同學：取少量固體于試管中，加水溶解后過濾，向濾液中加入酚酞溶液，濾液變為紅色，說明是碳酸鈣和氫氧化鈣的混合物，因此乙同學的猜想正確；故答案為：實驗操作：取少量固體于試管中，加水溶解后過濾，向濾液中加入酚酞溶液．實驗現象：濾液變為紅色
【反思與評價】甲同學的實驗不能證明他的猜想，他的理由是：CaCO₃和Ca（OH）₂混合物加入鹽酸也會有氣體產生，所以不能證明固體中只有CaCO₃，故答案為：CaCO₃和Ca（OH）₂混合物加入鹽酸也會有氣體產生，所以不能證明固體中只有CaCO₃
【表達與交流】結合上述實驗，同學們討論確定了猜想2是正確的，因為反應后一定有KOH生成，上述實驗中乙同學證明了固體含有Ca（OH）₂，則溶液中一定存在溶解的Ca（OH）₂；為了得到純凈的氫氧化鉀，只要把過量的氫氧化鈣除去即可，氫氧化鈣可以用適量的碳酸鉀除去，氫氧化鈣與碳酸鉀反應生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鉀，配平即可；故答案為：2；反應后一定有KOH生成，上述實驗中乙同學證明了固體含有Ca（OH）₂，則溶液中一定存在溶解的Ca（OH）₂．
Ca（OH）₂+K₂CO₃═CaCO₃↓+2KOH

點評：本題屬于實驗探究題，要注意由實驗現象得出正確的結論，設計實驗方案時，要注意用最少的藥品和最簡單的方法；關于對實驗設計方案的評價，要在兩個方面考慮，一是方案是否可行，能否達到實驗目的；二是設計的方法進行比較，那種方法更簡便．本考點主要出現在實驗題中．