Question

3．某化學興趣小組的同學為了制取氫氧化鈉，將生石灰放入燒杯中，再向其中加入碳酸鈉溶液，充分反應后過濾、洗滌得到固體和溶液．小組同學先后對固體和溶液的成分進行了研究．
問題一：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
【進行實驗】小剛和小紅為了驗證各自的猜想，分別進行了實驗：

實驗內容	實驗現象	實驗結論
小剛：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
小紅：取少量固體于試管中，加水充分溶解、過濾，向濾液中滴加無色酚酞試液．	上層清液由無色變?yōu)榧t色	自己的猜想正確

【分析與結論】小組同學討論后認為，小剛的實驗不能證明他的猜想，理由是加入稀鹽酸產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；而小紅的實驗能證明他的猜想，因此小組同學確定了固體的成分．
問題二：所得溶液中溶質的成分是什么？
【推理與結論】同學們經過分析與推理，確定了溶液中溶質的成分為NaOH、Ca（OH）₂ ，其推理過程是碳酸鈉能和氫氧化鈣反應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，應進行的操作是向溶液中加入適量的碳酸鈉溶液，過濾，將濾液加熱濃縮至飽和、降溫結晶、再過濾、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】
氧化鈣和水反應能生成氫氧化鈣；氫氧化鈣和二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水解答；
【進行實驗】
根據碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，氫氧化鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣和水；
顯堿性的溶液能使酚酞試液變紅色；
【分析與結論】
根據實驗現象可以判斷固體的組成情況；
【推理與結論】
碳酸鈉能和氫氧化鈣反應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】
氧化鈣和水反應能生成氫氧化鈣；氫氧化鈣和二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水，小剛：只有CaCO₃；  小紅：CaCO₃，Ca（OH）₂；
【進行實驗】
小剛：取少量固體于試管中，向其中加入稀鹽酸．有氣泡產生，說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、過濾，向濾液中滴加無色酚酞試液，上層清液由無色變?yōu)榧t色，說明固體中含有氫氧化鈣．
【分析與結論】
小剛的實驗不能證明固體的成分，這是因為加入稀鹽酸產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．
【推理與結論】
（1）碳酸鈉能和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉；結合對本成分的探究，同學們經過分析與推理，確定了溶液中溶質的成分為NaOH、Ca（OH）₂；因為固體中含有氫氧化鈣，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，過濾，將濾液加熱濃縮至飽和、降溫結晶、再過濾、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；
【進行實驗】

實驗內容	實驗現象	實驗結論
小剛：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
小紅：取少量固體于試管中，加水充分溶解、過濾，向濾液中滴加 無色酚酞試液．	上層清液由無色變?yōu)榧t色	自己的猜想正確

【分析與結論】加入稀鹽酸產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．
【推理與結論】
（1）NaOH、Ca（OH）₂ ；碳酸鈉能和氫氧化鈣反應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，過濾，將濾液加熱濃縮至飽和、降溫結晶、再過濾、洗滌、烘干得到比較純凈的氫氧化鈉固體．

點評 實驗現象是物質之間相互作用的外在表現，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．