Question

【題目】某化學興趣小組的同學做完“大理石和稀鹽酸制取二氧化碳的實驗”后，將反應后錐形瓶中殘留的廢液過濾，并對濾液進行探究(已知大理石中所含雜質既不溶于水，也不與酸反應)。

(提出問題)濾液中所含溶質是什么？

(查閱資料)氯化鈣溶液呈中性

(猜想與假設)

猜想1：溶質可能是CaCl2和CaCO3；猜想2：溶質只有CaCl2；猜想3：溶質是____。

(討論與交流)

小明認為猜想1無需驗證就知道是錯誤的，他的理由是_____。

(實驗與結論)

(1)小亮同學為驗證猜想2，取少量濾液裝入試管中，然后滴入酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)酚酞溶液不變色，于是小亮認為猜想2正確。你認為他的結論___(填“正確”或“錯誤”)，理由是___。

(2)小美為驗證猜想3，用潔凈干燥的玻璃棒蘸取該濾液滴到濕潤的pH試紙上，測得pH=4，她認為猜想3正確。對她的操作方法、測量結果及結論的評價，正確的是____。

A 方法不正確，結果偏小，結論正確 B 方法正確，結果偏大，結論不正確

C 方法不正確，結果偏大，結論正確 D 方法正確，結果偏小，結論不正確

(3)小麗使用了幾種物質類別不同的物質來驗證猜想3，也得出了結論，請完成下表：

方案	使用的試劑	實驗現(xiàn)象	結論
A	石蕊溶液	溶液變紅	猜想3正確
B	鎂條	有氣泡產(chǎn)生
C	____	固體溶解，溶液變成藍色
D	硝酸銀溶液	產(chǎn)生白色沉淀

(反思與評價)上述方案有錯誤及錯誤的原因是_____(填寫錯誤方案的序號，并解釋其錯誤的原因)。

(4)小明同學向一定質量的上述猜想3濾液中逐滴加入溶質質量分數(shù)為10.0%的Na2CO3溶液，反應過程中加入的Na2CO3溶液的質量與產(chǎn)生沉淀或氣體的質量關系如圖所示。問：

①圖中oa段表示生成_______(“氣體”還是“沉淀”)的過程；

②a點溶液中溶質為_________；

③c點溶液的pH_____7(填>、<、=)。

Answer 1

【答案】CaCl2和HCl CaCO3難溶于水 錯誤 溶液中的溶質是CaCl2和HCl時，滴加酚酞溶液也不變色 C 氫氧化銅（或氧化銅） D錯誤，因為若只有CaCl2時，加硝酸銀溶液也會產(chǎn)生白色沉淀 氣體 NaCl和CaCl2（或氯化鈉和氯化鈣） ＞

【解析】

[猜想與假設]

根據(jù)前面的猜想，可以考慮鹽酸有剩余，所以廢液中含有氯化氫（HCl）和氯化鈣（CaCl2）；
[討論與交流]

CaCO3難溶于水，不可能在溶液中；
[實驗與結論]

（1）驗證猜想2：廢液中的溶質只有CaCl2，取少量廢液裝入試管中，然后滴入酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)酚酞溶液不變色，于是小亮認為猜想2正確。其結論錯誤，理由是酸性和中性溶液都不會使酚酞溶液變色，即酚酞試液不變色，也可能是酸過量；
（2）用潔凈干燥的玻璃棒蘸取該溶液滴到“濕潤”的pH試紙上，測得pH=4，認為猜想3成立：廢液中的溶質是NaCl和HCl，結論正確，因溶液中加水時，溶液被稀釋，酸堿度會改變，但不改變酸堿性；但其操作方法不正確，酸性溶液被稀釋，酸性變弱，結果偏大，結論正確；故選C；
（3）由結論是猜想3正確，可推知溶液中溶質是CaCl2和HCl，由于氯化鈣一定存在，不需要驗證，故“固體溶解，溶液變成藍色”是所加試劑和鹽酸反應的現(xiàn)象，所以試劑可以是氧化銅或氫氧化銅，因二者都能與鹽酸反應生成氯化銅，得藍色溶液；

[反思與評價]

氯化鈣和氯化氫都能使硝酸銀產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀，所以結論不正確；

（4）①Na2CO3會先與HCl，而后與CaCl2反應，所以圖中oa段表示生成氣體的過程；
②在CaCl2和HCl的混合溶液中加入碳酸鈉時，鹽酸先與碳酸鈉反應生成二氧化碳、氯化鈉、水，鹽酸完全反應后，繼續(xù)加入的碳酸鈉和氯化鈣反應，a點表示Na2CO3恰好與鹽酸反應，而氯化鈣還沒有反應，故溶液中含有CaCl2和NaCl兩種溶質；
③c點溶液表示碳酸鈉是過量的，溶液呈堿性，所以pH＞7。