Question

23、化学实验小组的同学在实验结束进行废弃物处理时，将Ca（OH）₂溶液与Na₂CO₃溶液倒入指定的洁净容器静置后，发现容器底部有白色不溶物存在，上层为无色清液．由于反应的两种物质的用量不同，上层清液中溶质可能有多种组成，因此他们决定对上层清液中溶质的组成进行探究．
[提出问题]上层清液里可能含有哪些溶质呢？
[猜想与假设]
甲同学猜想可能含有NaOH和Ca（OH）₂；乙同学猜想可能含有NaOH、Na₂CO₃和Ca（OH）₂；丙同学猜想可能恰好完全反应只含NaOH；丁同学猜想可能含有

NaOH和Na₂CO₃

．
[实验验证]请你对甲同学的猜想，设计一个简单的实验加以证明．

实验步骤	实验现象	实验结论
		甲同学的猜想成立

[反思与评价]
（1）小组同学选用了两种不同类别的试剂进行实验，都证明了甲同学猜想，并得出结论--Ca（OH）₂存在．请写出相关的化学方程式：
试剂①

Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH

试剂②

Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O

（2）你认为乙、丙同学的猜想都合理吗？如有错误，请分析原因是

乙同学的猜想不合理．因为Na₂CO₃与Ca（OH）₂要发生反应，不可能共存

（3）若上层清液中含有两种物质，则溶质的可能组成有以下几种（写化学式）：

NaOH和Na₂CO₃、Ca（OH）₂ 和NaOH

．

Answer 1

分析：物质之间发生化学反应时，存在着一定的量的关系，即量的多少能直接影响物质之间是否恰好完全反应．本题中给出的一定量的Ca（OH）₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，并没有说明量的关系，因而存在三种情况：①恰好完全反应，药品无剩余，此时溶质仅有氢氧化钠；②碳酸钠量多，反应完有剩余，此时溶质有氢氧化钠和碳酸钠；③氢氧化钙量多，反应完有剩余，此时溶质有氢氧化钠和氢氧化钙．

解答：解：
[猜想与假设]Na₂CO₃+Ca（OH）₂=2NaOH+CaCO₃ ↓两种物质如果是恰好完全反应，则溶质只能是NaOH，如果有物质过量，则还可能含有Na₂CO₃或Ca（OH）₂ ；，但是这两种物质只能有一种剩余，不可能同时剩余Na₂CO₃或Ca（OH）₂ ，所以丁同学猜想的答案为：NaOH和Na₂CO₃；
[实验验证]甲同学猜想可能含有NaOH和Ca（OH）₂，要设计实验加以证明，只需要证明有Ca（OH）₂就可以了，而检验Ca（OH）₂所用试剂可采取二氧化碳；
[反思与评价]
（1）要鉴别甲同学猜想，并得出结论--Ca（OH）₂存在，需要根据Ca（OH）₂的性质选择试剂，且所选的试剂与Ca（OH）₂发生化学反应得有明显的实验现象，例如产生沉淀或冒出气泡等；可选用碳酸钠、二氧化碳等进行检验，反应的化学方程式为Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH，Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
（2）乙同学的猜想不合理，因为Na₂CO₃与Ca（OH）₂发生反应生成CaCO₃沉淀和NaOH，溶液中不可能同时存在Na₂CO₃与Ca（OH）₂；
（3）若上层清液中含有两种物质，则反应物Na₂CO₃与Ca（OH）₂之一出现剩余，则溶质的可能组成为：NaOH和Na₂CO₃、Ca（OH）₂ 和NaOH．
故答案为：
[猜想与假设]NaOH和Na₂CO₃，
[实验验证]（合理即可）

实验步骤	实验现象和结论
取少量无色上层清液倒入试管中，再通入CO2（1分）	有白色沉淀产生（1分）

[反思与评价]
（1）①Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH  ②Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O，（不拘顺序）
（2）乙同学的猜想不合理．因为Na₂CO₃与Ca（OH）₂要发生反应，不可能共存．
（3）NaOH和Na₂CO₃、Ca（OH）₂ 和NaOH

点评：对反应后所得溶液的组成进行猜想时，首先可以确定反应后的生成物的存在，然后根据反应物的过量情况，对所得溶液进行猜想．