1. (2025·湖南)在探究酸、碱、盐性质的实验课中,有同学偶然将$CaCl_{2}$溶液滴入新配制的$NaOH$溶液中,发现产生白色沉淀。老师鼓励同学们围绕该现象开展探究。
探究一:白色沉淀是什么?
【查阅资料】①$20^{\circ}C$时,部分物质的溶解性如表所示。

②$CaCl_{2}$溶液呈中性,$Na_{2}CO_{3}$溶液呈碱性;$Ca(OH)_{2}$的溶解度随温度升高而降低。
【进行实验】取少量用热水洗涤$2\sim3$次后的白色沉淀于试管中,加适量蒸馏水,振荡后静置。取上层清液,分别进行如图操作,观察到:试管①中溶液由无色变为红色,试管②中出现白色沉淀。

【结论及分析】
(1)滴加$CaCl_{2}$溶液后产生的白色沉淀是
(2)上述操作中,用热水洗涤的目的是
完成上述实验后,老师提供一瓶久置的$NaOH$溶液,让同学们围绕该溶液的溶质成分继续探究。
探究二:久置的$NaOH$溶液的溶质是什么?
【提出猜想】猜想Ⅰ:$NaOH$。
猜想Ⅱ:$NaOH$和$Na_{2}CO_{3}$。
猜想Ⅲ:$Na_{2}CO_{3}$。
【实验方案】针对上述猜想,有同学设计方案并进行实验。

(3)步骤①中加入$CaCl_{2}$溶液过量的目的是
【反思与评价】
(4)通过上述实验,该同学认为猜想Ⅱ成立。经讨论,大家认为该同学的实验方案与结论均不严谨,理由是
(5)选用下列试剂优化实验,你的方案是
(可选试剂:$CaCl_{2}$溶液、无色酚酞溶液、稀盐酸、$NaOH$溶液)
同学们分享实验体会:许多重大科学发现,源自对实验中异常现象的大胆质疑、深入研究,我们要养成注重实证、严谨求实的科学态度。
【解题指导】
①对反应后物质组成(或成分)作出猜想时首先应遵守质量守恒定律(即化学反应前后元素种类不变)。其次要注意反应后溶液溶质成分中生成物一定有,反应物可能有一种,但不可能存在两种反应物共存的情况。②设计实验进行验证时,一定存在的物质不需要检验,对过量反应物进行检验时,若生成物对反应物的检验造成干扰,应先除去生成物或将生成物转化,再进行检验。
探究一:白色沉淀是什么?
【查阅资料】①$20^{\circ}C$时,部分物质的溶解性如表所示。
②$CaCl_{2}$溶液呈中性,$Na_{2}CO_{3}$溶液呈碱性;$Ca(OH)_{2}$的溶解度随温度升高而降低。
【进行实验】取少量用热水洗涤$2\sim3$次后的白色沉淀于试管中,加适量蒸馏水,振荡后静置。取上层清液,分别进行如图操作,观察到:试管①中溶液由无色变为红色,试管②中出现白色沉淀。
【结论及分析】
(1)滴加$CaCl_{2}$溶液后产生的白色沉淀是
$\mathrm{Ca(OH)}_2$
。(2)上述操作中,用热水洗涤的目的是
降低$\mathrm{Ca(OH)}_2$的溶解度,减少$\mathrm{Ca(OH)}_2$溶解损耗,并溶解其他物质,避免干扰后续实验(合理答案均可)
。完成上述实验后,老师提供一瓶久置的$NaOH$溶液,让同学们围绕该溶液的溶质成分继续探究。
探究二:久置的$NaOH$溶液的溶质是什么?
【提出猜想】猜想Ⅰ:$NaOH$。
猜想Ⅱ:$NaOH$和$Na_{2}CO_{3}$。
猜想Ⅲ:$Na_{2}CO_{3}$。
【实验方案】针对上述猜想,有同学设计方案并进行实验。
(3)步骤①中加入$CaCl_{2}$溶液过量的目的是
完全除去碳酸钠,避免对氢氧化钠检验造成干扰(合理答案均可)
。【反思与评价】
(4)通过上述实验,该同学认为猜想Ⅱ成立。经讨论,大家认为该同学的实验方案与结论均不严谨,理由是
加入$\mathrm{CaCl}_2$溶液,也可能与$\mathrm{NaOH}$反应产生微溶的$\mathrm{Ca(OH)}_2$白色沉淀,不能直接说明原溶液中含有$\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3$(合理答案均可)
。(5)选用下列试剂优化实验,你的方案是
取久置的$\mathrm{NaOH}$溶液,加入足量$\mathrm{CaCl}_2$溶液后,产生白色沉淀,过滤,向白色沉淀中加入足量稀盐酸,若观察到有气泡冒出,说明原溶液中有$\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3$(合理答案均可)
(写出实验步骤、现象及结论)。(可选试剂:$CaCl_{2}$溶液、无色酚酞溶液、稀盐酸、$NaOH$溶液)
同学们分享实验体会:许多重大科学发现,源自对实验中异常现象的大胆质疑、深入研究,我们要养成注重实证、严谨求实的科学态度。
【解题指导】
①对反应后物质组成(或成分)作出猜想时首先应遵守质量守恒定律(即化学反应前后元素种类不变)。其次要注意反应后溶液溶质成分中生成物一定有,反应物可能有一种,但不可能存在两种反应物共存的情况。②设计实验进行验证时,一定存在的物质不需要检验,对过量反应物进行检验时,若生成物对反应物的检验造成干扰,应先除去生成物或将生成物转化,再进行检验。
答案
1.(1)$\mathrm{Ca(OH)}_2$(2)降低$\mathrm{Ca(OH)}_2$的溶解度,减少$\mathrm{Ca(OH)}_2$溶解损耗,并溶解其他物质,避免干扰后续实验(合理答案均可)(3)完全除去碳酸钠,避免对氢氧化钠检验造成干扰(合理答案均可)(4)加入$\mathrm{CaCl}_2$溶液,也可能与$\mathrm{NaOH}$反应产生微溶的$\mathrm{Ca(OH)}_2$白色沉淀,不能直接说明原溶液中含有$\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3$(合理答案均可)(5)取久置的$\mathrm{NaOH}$溶液,加入足量$\mathrm{CaCl}_2$溶液后,产生白色沉淀,过滤,向白色沉淀中加入足量稀盐酸,若观察到有气泡冒出,说明原溶液中有$\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3$(合理答案均可)
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