Question

某同学查阅资料得知，实验室常用电石（主要成分CaC₂）与水反应制取乙炔（C₂H₂），反应的化学方程式为：CaC₂+2H₂O=Ca(OH)₂+C₂H₂↑（电石中的杂质不溶于水且不与水反应，也不与Na₂CO₃反应）。在实验室中，该同学把一定量的CaC₂加入Na₂CO₃溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，并对滤液的成分进行探究。

[提出问题]：滤液中溶质的成分是什么？

[猜想与假设]：猜想一：NaOH、Na₂CO₃

猜想二：NaOH

猜想三：NaOH、Ca(OH)₂

[分析与推理]：

分析一：若猜想一成立，说明实验中加入的CaC₂量少，CaC₂与水反应生成的Ca(OH)₂与Na₂CO₃反应后，Na₂CO₃剩余。

分析二：若猜想二成立，说明实验中加入的CaC₂与水反应生成的Ca(OH)₂与Na₂CO₃恰好完全反应。

分析三：若猜想三成立，说明实验中加入的CaC₂量多，CaC₂与水反应生成的Ca(OH)₂与Na₂CO₃反应后，Ca(OH)₂剩余。

由以上分析可推知：反应后滤液中一定存在的溶质是______（填化学式），可能存在的溶质是___和_____。对可能存在的溶质，需进一步实验验证。

[设计并实验]：

实验序号	实验操作	实验现象	实验结论
实验一	取少量滤液于试管中，向其中加入过量稀盐酸	无气泡产生	猜想_____不成立
实验二	另取少量滤液于试管中，向其中滴入适量碳酸钠溶液	_____	猜想三成立，发生反应的化学方程式为_______

[拓展延伸]：

若向CuCl₂溶液中加入少量CaC₂，充分反应，可观察到有气泡产生，同时出现蓝色的_____（填化学式）沉淀。

Answer

NaOH Na2CO3 Ca(OH)2 一 白色沉淀 Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+ CaCO3↓ Cu(OH)2

【解析】

分析与推理：因为猜想一是NaOH、Na2CO3，猜想二是NaOH，猜想三是NaOH、Ca(OH)2，

三个猜想中都含有NaOH，由以上分析可推知：反应后滤液中一定存在的溶质是NaOH，可能存在的溶质是Na2CO3和Ca(OH)2。

[设计并实验]：

实验一：取少量滤液于试管中，向其中加入过量稀盐酸，无气泡产生，证明溶液中无碳酸根离子，即猜想一不成立。

实验二：另取少量滤液于试管中，向其中滴入适量碳酸钠溶液，因为猜想三成立，所以发生反应：Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+ CaCO3↓，故出现的实验现象是产生白色沉淀。

[拓展延伸]：

若向CuCl2溶液中加入少量CaC2，CaC2与CuCl2溶液中的水反应：CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑，然后发生反应：Ca(OH)2+CuCl2= Cu(OH)2↓+CaCl2，故充分反应，可观察到有气泡产生，同时出现蓝色的Cu(OH)2沉淀。