Question

15．某化學小組用石灰石（含雜質SiO₂、CaO，還可能含有少量的Fe₂O₃）與足量的稀鹽酸制備二氧化碳氣體，實驗結束后對廢液中的溶質成分進行探究（溶解于水中的氣體成分忽略不計）．
【提出問題】廢液中的溶質含有哪些物質？
【查閱資料】
①SiO₂不溶于水，且不與稀鹽酸反應．
②FeCl₃溶液遇到硫氰化鉀（KSCN）溶液能夠很靈敏的顯現(xiàn)出紅色．
③FeCl₃只能在較強的酸性溶液中存在，若pH＞3.8時，F(xiàn)eCl₃會完全與水發(fā)生反應生
成Fe（OH）₃沉淀．
④已知反應：CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl．
【假設猜想】
（1）該小組同學一致認為廢液中一定含有CaCl₂，用化學方程式表示其原因是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，CaO+2HCl═CaCl₂+H₂O．
（2）結合以上資料，該小組同學作出以下三種合理的猜想
猜想1：溶質只含有CaCl₂
猜想2：溶質含有CaCl₂和HCl
猜想3：溶質含有CaCl₂、HCl、FeCl₃
【實驗驗證】

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
步驟1：取少量過濾后的廢液于試 管中，滴加溶液	溶液沒有變紅	廢液的溶質中 不含F(xiàn)eCl3
步驟2：另取少量過濾后的廢液于試管中，加入過量的Na2CO3溶液		猜想2成立

【反思評價】
（1）上述步驟2中，小姚同學提出可以通過檢測廢液的pH來判斷是否含有HCl．你認為該方案是否合理不合理，或合理，其原因是未考慮CaCl₂溶液的酸堿性，或氯化鈣溶液顯中性，鹽酸顯酸性．
（2）根據(jù)實驗結論，實驗結束后若要回收CaCl₂溶液，正確的操作是：向廢液中加入過量的碳酸鈣，過濾．

Answer 1

分析 【假設猜想】碳酸鈣能和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，氧化鈣能和稀鹽酸反應生成氯化鈣和水；
【實驗驗證】根據(jù)實驗現(xiàn)象可以判斷實驗結論，根據(jù)實驗結論可以判斷實驗現(xiàn)象；
【反思評價】氯化鈣溶液顯中性，稀鹽酸顯酸性；
碳酸鈣不溶于水．

解答 解：【假設猜想】（1）該小組同學一致認為廢液中一定含有CaCl₂，這是因為碳酸鈣能和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，氧化鈣能和稀鹽酸反應生成氯化鈣和水，反應的化學方程式為：
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，CaO+2HCl═CaCl₂+H₂O．
故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，CaO+2HCl═CaCl₂+H₂O．
（2）猜想1：溶質只含有CaCl₂
猜想2：溶質含有CaCl₂和HCl
猜想3：溶質含有CaCl₂、HCl、FeCl₃
故填：CaCl₂、HCl、FeCl₃．
【實驗驗證】實驗過程如下表所示：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
步驟1：取少量過濾后的廢液于試 管中，滴加硫氰化鉀溶液	溶液沒有變紅	廢液的溶質中 不含F(xiàn)eCl3
步驟2：另取少量過濾后的廢液于試管中，加入過量的Na2CO3溶液	先產(chǎn)生氣泡，后產(chǎn)生沉淀	猜想2成立

【反思評價】（1）該方案不合理，這是因為未考慮CaCl₂溶液的酸堿性；
或合理，這是因為氯化鈣溶液顯中性，鹽酸顯酸性．
故填：不合理，或合理；未考慮CaCl₂溶液的酸堿性，或氯化鈣溶液顯中性，鹽酸顯酸性．
（2）根據(jù)實驗結論，實驗結束后若要回收CaCl₂溶液，正確的操作是：向廢液中加入過量的碳酸鈣，過濾即可得到氯化鈣溶液．
故填：碳酸鈣．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．