Question

某校實(shí)驗(yàn)室的廢液缸中收集了同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)室用石灰石與稀鹽酸制取CO₂后殘留的廢液（假設(shè)石灰石中的其它雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)也不溶于水）．小紅、小剛和小明想探究廢液中溶質(zhì)的成分，請(qǐng)你一同參與探究并回答下列問(wèn)題．
Ⅰ．定性探究
【提出問(wèn)題】廢液中的溶質(zhì)是什么物質(zhì)？
【作出猜想】小紅認(rèn)為廢液中溶質(zhì)只有CaCl₂；小剛認(rèn)為廢液中溶質(zhì)是CaCl₂和CaCO₃；
小明認(rèn)為廢液中溶質(zhì)是

 

（填化學(xué)式）．
【查閱資料】CaCl₂溶液呈中性．
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】小紅認(rèn)為小剛的猜想是錯(cuò)誤的，理由是：

 

．她從廢液缸中取少許上層清液（下稱“廢液”），滴入1-2滴無(wú)色酚酞試液，酚酞試液不變色，于是小紅認(rèn)為她的猜想正確，你認(rèn)為她的觀點(diǎn)

 

（填“正確”或“不正確”）．
小明也取少許廢液，向其中加入少量的氧化銅粉末，充分反應(yīng)，看到的現(xiàn)象是

 

，化學(xué)反應(yīng)方程式是

 

，結(jié)論：小明的猜想是正確的．
【交流與討論】（1）小明又取少許廢液，向其中逐滴滴加碳酸鈉溶液，并不斷振蕩，反應(yīng)現(xiàn)象是

 

A．只看到有大量氣泡冒出                 B．只有白色沉淀析出
C．開(kāi)始出現(xiàn)白色沉淀，后冒氣泡           D．開(kāi)始冒氣泡，后出現(xiàn)白色沉淀
（2）若記錄滴入Na₂CO₃溶液質(zhì)量（x）與有關(guān)量的變化關(guān)系 （y）如圖1所示．圖中縱坐標(biāo)（y）表示

 

（填“生成氣體的質(zhì)量”或“生成沉淀的質(zhì)量”）．
OA段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

 

；
AB段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

 

；
部分物質(zhì)的溶解性表

離子	OH-	CO32-	Cl-
Na+	易溶	易溶	易溶
Ca2+	微溶	不溶	易溶

（3）小剛也取少許廢液，向其中滴加過(guò)量的NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)有少量白色的沉淀產(chǎn)生，他認(rèn)為所用NaOH溶液可能變質(zhì)，該白色沉淀是CaCO₃；根據(jù)上述物質(zhì)的溶解性表，你認(rèn)為該白色沉淀還可能是

 

．
Ⅱ．定量探究
為了分析廢液里HCl和CaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如圖2的實(shí)驗(yàn)方案：
【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】實(shí)驗(yàn)共記錄了兩組數(shù)據(jù)：
第①組，氣體吸收完全后，NaOH溶液質(zhì)量增加0.44g （不考慮揮發(fā)出來(lái)的氯化氫和水蒸氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響）；第②組，沉淀完全后，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干后得到固體的質(zhì)量為20g．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與計(jì)算：
（1）廢液中HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．（只寫(xiě)結(jié)果）
（2）廢液中CaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，本小題3分）
【交流與反思】若要想使廢液只有CaCl₂溶液，應(yīng)向廢液中加入過(guò)量的

 

，反應(yīng)完成后過(guò)濾即可．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算,鹽的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：科學(xué)探究

分析：【作出猜想】鹽酸可能會(huì)剩余．
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】考慮碳酸鈣的性質(zhì)；根據(jù)酸和堿遇到指示劑的顏色變化即可．
根據(jù)結(jié)論：小明的猜想是正確的．推測(cè)稀鹽酸與氧化銅的反應(yīng)現(xiàn)象和化學(xué)方程式；
【交流與討論】
（1）考慮稀鹽酸與碳酸鈉溶液，并不斷振蕩，反應(yīng)現(xiàn)象；
（2）根據(jù)記錄滴入Na₂CO₃溶液質(zhì)量（x）與有關(guān)量的變化關(guān)系 （y）如圖1所示．推測(cè)圖中縱坐標(biāo)（y）表示的意義．如圖1所示，考慮OA段考慮稀鹽酸與碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)；AB段考慮氯化鈣與碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)；
（3）根據(jù)部分物質(zhì)的溶解性表，考慮氫氧化鈣微溶．
【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】
（1）由題意可以知道生成二氧化碳的質(zhì)量為4.4g，據(jù)此結(jié)合碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式求算出氯化氫的質(zhì)量，然后求出其質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可；
（2）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可以知道生成沉淀的質(zhì)量為20g，據(jù)此結(jié)合碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式求算出氯化鈣的質(zhì)量，然后求出其質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可．
【交流與反思】
根據(jù)除雜的條件和題目信息（最后過(guò)濾）即可．

解答：解：
【作出猜想】實(shí)驗(yàn)室用石灰石和稀鹽酸制取CO₂，反應(yīng)后，鹽酸可能有剩余，故答案為：HCl．
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】小紅認(rèn)為小剛的猜想是錯(cuò)誤的，理由是：CaCO₃不溶于水．根據(jù)酸和堿遇到指示劑的顏色變化：CaCl₂是中性，HCl是酸性，中性物質(zhì)和酸性物質(zhì)都不能使酚酞顏色發(fā)生變化，故答案為：不能，酚酞遇酸也不變色（其它答案合理均可）．
小明也取少許廢液，向其中加入少量的氧化銅粉末，則稀鹽酸與氧化銅充分反應(yīng)，看到的現(xiàn)象是溶液變成藍(lán)色，化學(xué)反應(yīng)方程式是 CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，結(jié)論：小明認(rèn)為廢液中溶質(zhì)是 CaCl₂、HCl，其猜想正確．
【交流與討論】（1）因?yàn)椤靶∶髡J(rèn)為廢液中溶質(zhì)是 CaCl₂、HCl”，則小明又取少許廢液，向其中逐滴滴加碳酸鈉溶液，并不斷振蕩，反應(yīng)現(xiàn)象是：開(kāi)始冒氣泡，后出現(xiàn)白色沉淀．故選：D．
（2）若記錄滴入Na₂CO₃溶液質(zhì)量（x）與有關(guān)量的變化關(guān)系 （y）如圖1所示．圖中縱坐標(biāo)（y）表示 生成沉淀的質(zhì)量．OA段考慮稀鹽酸與碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)，則其發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
AB段考慮氯化鈣與碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)，則其發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；
（3）根據(jù)部分物質(zhì)的溶解性表，考慮氫氧化鈣微溶．則該白色沉淀還可能是 Ca（OH）₂．
【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】
（1）氫氧化鈉溶液增加的質(zhì)量即為碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，即為4.4g，
設(shè)混合溶液中含有氯化氫的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
       73              44
        x             4.4g
則

73

x

=

44

4.4g

，解得x=7.3g
故混合溶液中HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

7.3g

100g

×100%=7.3%；
（2）設(shè)混合溶液中CaCl₂的質(zhì)量為y．
CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl
111           100     
y             20g     
則

111

y

=

100

20g

，解得y=22.2g
故混合溶液中CaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

22.2g

100g

×100%=22.2%；
答：混合溶液中CaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.2%．
【交流與反思】根據(jù)除雜的條件可知，碳酸鈣和氯化鈣不會(huì)反應(yīng)，碳酸鈣和鹽酸生成氯化鈣和水和二氧化碳?xì)怏w，因此加入碳酸鈣可以除去鹽酸，故答案為：碳酸鈣．
故答案為：
Ⅰ．定性探究【作出猜想】CaCl₂、HCl；【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】CaCO₃不溶于水；不正確
溶液變成藍(lán)色；  CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O；
【交流與討論】
（1）D； （2）生成沉淀的質(zhì)量；    Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；（3）Ca（OH）₂
Ⅱ．定量探究【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】（1）0.73%； （2）22.2%
【交流與反思】CaCO₃（或石灰石）

點(diǎn)評(píng)：這個(gè)題涉及知識(shí)要點(diǎn)較多，掌握發(fā)生裝置和收集裝置的選擇條件以及常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法，掌握除雜的要求和指示劑的顏色變化規(guī)律．