Question

20．某同學(xué)查閱資料得知，實驗室常用電石（主要成分CaC₂）與水反應(yīng)制取乙炔（C₂H₂），反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaC₂+2H₂O=Ca（OH）₂+C₂H₂↑（電石中的雜質(zhì)不溶于水且不與水反應(yīng)，也不與Na₂CO₃反應(yīng)）．在實驗室中，該同學(xué)把一定量的CaC₂加入Na₂CO₃溶液中，充分反應(yīng)后過濾，得到濾渣和濾液，并對濾液的成分進(jìn)行探究．
〔提出問題〕：濾液中溶質(zhì)的成分是什么？
〔猜想與假設(shè)〕：猜想一：NaOH、Na₂CO₃
猜想二：NaOH
猜想三：NaOH、Ca（OH）₂
[分析與推理]：
分析一：若猜想一成立，說明實驗中加入的CaC₂量少，CaC₂與水反應(yīng)生成的Ca（OH）₂與Na₂CO₃反應(yīng)后，Na₂CO₃剩余．
分析二：若猜想二成立，說明實驗中加入的CaC₂與水反應(yīng)生成的Ca（OH）₂與Na₂CO₃恰好完全反應(yīng)后．
分析三：若猜想三成立，說明實驗中加入的CaC₂量多，CaC₂與水反應(yīng)生成的Ca（OH）₂與Na₂CO₃反應(yīng)后，Ca（OH）₂剩余．
       由以上分析可推知：反應(yīng)后濾液中一定存在的溶質(zhì)是NaOH（填化學(xué)式，下同），可能存在的溶質(zhì)是Na₂CO₃和Ca（OH）₂．對可能存在的溶質(zhì)，需要進(jìn)一步實驗驗證．
[設(shè)計并實驗]

實驗序號	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
實驗一	取少量濾液于試管中，向其中加入過量稀鹽酸	無氣泡產(chǎn)生	猜想一不成立
實驗二	另取少量濾液于試管中，向其中滴入適量碳酸鈉溶液	產(chǎn)生白色沉淀	猜想三成立，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3+2NaOH

[拓展延伸]
       若向CuCl₂溶液中加入少量CaC₂，充分反應(yīng)，可觀察到有氣泡產(chǎn)生，同時出現(xiàn)藍(lán)色的Cu（OH）₂（填化學(xué)式）沉淀．
        實驗室保存電石應(yīng)注意放在干燥處．

Answer 1

分析 判斷反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)成分時，不僅要考慮生成物，還需要考慮反應(yīng)物是否過量，所以反應(yīng)后濾液中一定存在的溶質(zhì)是氫氧化鈉，碳酸鈉過量時，還會有碳酸鈉，如果氫氧化鈣過量時，還會有氫氧化鈣；加入鹽酸沒有氣泡，說明不含有碳酸鈉，因為碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，所以猜想一不成立；猜想三成立，說明含有氫氧化鈣，所以加入碳酸鈉后，碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，如果加入氯化銅時，氫氧化鈣與氯化銅反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，由于電石能與水反應(yīng)，所以要放在干燥的地方儲存．

解答 解：在制取乙炔的過程中發(fā)生了以下反應(yīng)：CaC₂+2H₂O=Ca（OH）₂+C₂H₂↑，氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，如果碳酸鈉與氫氧化鈣恰好完全反應(yīng)，生成物是氫氧化鈉，溶質(zhì)只有氫氧化鈉，如果氫氧化鈣過量，溶質(zhì)是氫氧化鈉和氫氧化鈣的混合物，如果碳酸鈉過量，溶質(zhì)是氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物，所以一定含有氫氧化鈉，可能含有碳酸鈉或氫氧化鈣；加入鹽酸無氣泡，說明不含有碳酸鈉，所以猜想一不成立；猜想三成立說明含有氫氧化鈣，所以加入碳酸鈉后，碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀；氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，用觀察法配平，所以方程式是Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃+2NaOH．若向CuCl₂溶液中加人少量CaC₂，碳化鈣先與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與氯化銅反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀；電石能與水反應(yīng)，所以要存放在干燥的環(huán)境中．
故答案為：
NaOH；Na₂CO₃；Ca（OH）₂；一；產(chǎn)生白色沉淀；Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃+2NaOH；Cu（OH）₂；放在干燥處．

點評 解答本題關(guān)鍵是熟悉反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的判斷方法，知道化學(xué)方程式的書寫方法，了解實驗現(xiàn)象的描述方法．