Question

20．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在用氫氧化鈣溶液鑒別碳酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液時(shí)，進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你一起參與井回答下列問(wèn)題．
（1）寫出試管②中反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，同學(xué)們將①、②兩支試管中的廢液倒入同一干凈的燒杯中，看到廢液渾濁，就對(duì)廢液進(jìn)行了過(guò)濾，小紅等幾位同學(xué)對(duì)濾液的成分又進(jìn)行了探究：
【提出問(wèn)題】濾液除水外還含有哪些物質(zhì)？
【猜想】
小紅認(rèn)為：只有氫氧化鈉；
小明認(rèn)為：可能含有氫氧化鈉、碳酸鈉和氫氧化鈣；
小亮認(rèn)為：可能含有氫氧化鈉和碳酸鈉；
你認(rèn)為可能是：氫氧化鈉和氫氧化鈣．
【討論】你認(rèn)為小紅、小明、小亮三位中誰(shuí)的猜想不合理，請(qǐng)說(shuō)明理由：小明猜想不合理，因?yàn)镹a₂CO₃和Ca（OH）₂能發(fā)生反應(yīng)，不能共存．
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明你的猜想正確．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量濾液于試管中，①滴入碳酸鈉溶液	②試管中出現(xiàn)白色渾濁	你的猜想正確

【實(shí)驗(yàn)分析】小亮同學(xué)針對(duì)自己的猜想進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：取少量濾液于試管中，滴加幾滴稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有氣泡產(chǎn)生，于是他認(rèn)為自己的猜想不成立．你認(rèn)為小亮同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷是否正確？請(qǐng)說(shuō)明理由不正確，因有氫氧化鈉存在，滴入幾滴稀鹽酸量太少，不會(huì)立即出現(xiàn)氣泡，但Na₂CO₃有可能存在．
【反思拓展】通過(guò)以上探究，你認(rèn)為應(yīng)怎樣處理上述實(shí)驗(yàn)后的廢液才能倒入下水道？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)物、生成物以及反應(yīng)原理書寫方程式．
（2）【猜想】根據(jù)碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)時(shí)，可能剛好完全反應(yīng)，也可能其中的一種過(guò)量，結(jié)合題中的猜想進(jìn)行分析，
【討論】根據(jù)碳酸鈣離子和鈣離子會(huì)生成沉淀進(jìn)行分析，
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】根據(jù)猜想，只要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證氫氧化鈣存在進(jìn)行分析，
【實(shí)驗(yàn)分析】根據(jù)鹽酸也可以與氫氧化鈉反應(yīng)進(jìn)行分析．
【反思拓展】②根據(jù)上面的推導(dǎo)可知廢液顯堿性，不能直接排入下水道進(jìn)行分析．

解答 解：（1）碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成白色的碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；
（2）【猜想】根據(jù)反應(yīng)原理可知，兩者恰好完全反應(yīng)，也可能其中的一種過(guò)量，結(jié)合已有的猜想，所以還可能為：氫氧化鈉和氫氧化鈣；
【討論】碳酸根離子和鈣離子會(huì)直接反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，所以理由為：小明猜想不合理，因?yàn)镹a₂CO₃和Ca（OH）₂能發(fā)生反應(yīng)，不能共存；
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】由于兩者的差別在于陽(yáng)離子，所以可以加入只和氫氧化鈣反應(yīng)的物質(zhì)，即不利用堿的通性，所以可以加入可溶性碳酸鹽從而沉淀鈣離子，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取樣品于試管中，滴入碳酸鈉溶液	試管中出現(xiàn)白色渾濁	你的猜想正確

【實(shí)驗(yàn)分析】鹽酸也可以和氫氧化鈉反應(yīng)，加入鹽酸的量比較少，還沒(méi)有與碳酸鈉反應(yīng)，就用完了，也不會(huì)出現(xiàn)氣體，所以原因是：不正確，因有氫氧化鈉存在，滴入幾滴稀鹽酸量太少，不會(huì)立即出現(xiàn)氣泡，但Na₂CO₃有可能存在；
【反思拓展】②根據(jù)上面的檢驗(yàn)可知溶液顯堿性，一般中性的溶液才能排入下水道中，所以處理方法為：在廢液中加酸至溶液的pH=7．
故答案為：（1）Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；
（2）【猜想】氫氧化鈉和氫氧化鈣；
【討論】小明猜想不合理，因?yàn)镹a₂CO₃和Ca（OH）₂能發(fā)生反應(yīng)，不能共存；
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取樣品于試管中，滴入碳酸鈉溶液	試管中出現(xiàn)白色渾濁	你的猜想正確

【實(shí)驗(yàn)分析】不正確，因有氫氧化鈉存在，滴入幾滴稀鹽酸量太少，不會(huì)立即出現(xiàn)氣泡，但Na₂CO₃有可能存在；
【反思拓展】②在廢液中加酸至溶液的pH=7．

點(diǎn)評(píng) 在做此類題時(shí)，首先弄清所要鑒別的物質(zhì)的不同性質(zhì)，然后選擇適當(dāng)?shù)脑噭┻M(jìn)行鑒別，出現(xiàn)不同的現(xiàn)象，在分析化學(xué)反應(yīng)后所得物質(zhì)的成分時(shí)，除考慮生成物外還需考慮反應(yīng)物的過(guò)量問(wèn)題．