Question

【題目】某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在做氫氧化鈣與鹽酸中和反應(yīng)的實驗時，忘記滴加指示劑，因而無法判斷酸堿是否恰好完全反應(yīng)。于是他們對反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)大膽提出猜想，進行了以下探究，請你和他們一起完成下列實驗報告。
Ⅰ．定性探究
【提出問題】該溶液中的溶質(zhì)含有哪些成分？
【查閱資料】CaCl2溶液呈中性。
（1）【猜想與假設(shè)】
猜想Ⅰ：溶液中的溶質(zhì)只有；
猜想Ⅱ：溶液中的溶質(zhì)有CaCl2、HCl；
猜想Ⅲ：溶液中的溶質(zhì)有CaCl2、Ca(OH)2；
猜想Ⅳ：溶液中的溶質(zhì)有CaCl2、Ca(OH)2、HCl。
經(jīng)過討論，同學(xué)們直接得出不合理的猜想是哪一種并說出理由：。
為了驗證余下的哪一種猜想是正確的，同學(xué)們又做了以下實驗。
（2）【進行實驗】研究

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加酚酞溶液	溶液不變色	猜想Ⅲ不正確
②再另取少量反應(yīng)后的溶液于另一支試管中，向里面加入適量碳酸鈉	有氣泡產(chǎn)生	猜想正確

（3）操作②有氣泡生成的化學(xué)方程式為。
（4）4.下列曲線能夠表示所做實驗中溶液pH變化趨勢的是(填序號)。

（5）【反思交流】
要使燒杯內(nèi)溶液的溶質(zhì)只含CaCl2 ， 需要除去雜質(zhì)，其中的一種方法是向燒杯中加入過量的 ， 然后過濾。
（6）Ⅱ．定量探究
興趣小組同學(xué)想對本地化工廠排放廢水中的HCl含量進行了測定（不含其他酸性物質(zhì)）。取廢水5 g，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的氫氧化鈣溶液進行中和，如下圖所示。請你計算廢水中HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出具體的計算過程）

Answer 1

【答案】
（1）CaCl2,猜想Ⅳ,鹽酸和氫氧化鈣相互反應(yīng)。不能共存
（2）猜想Ⅱ正確
（3）Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
（4）C
（5）碳酸鈣/石灰石/大理石
（6）解：設(shè)廢水中HCl的質(zhì)量為x,37g氫氧化鈣溶液中含溶質(zhì)Ca（OH）2的質(zhì)量為37g×2%=0.74g

Ca（OH）2+	2HCl=CaCl2+2H2O
74	73
0.74g	x

x=0.73g廢水中HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ×100%=14.6%答：廢水中HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6%。
【解析】Ⅰ．定性探究
【猜想與假設(shè)】反應(yīng)可能是一種物質(zhì)完全反應(yīng)，另一種物質(zhì)有剩余：若氫氧化鈣過量，則含有氫氧化鈣和氯化鈣；若鹽酸過量，則含有鹽酸和氯化鈣；也可能是恰好反應(yīng)：只有氯化鈣；故填：CaCl2；
（1）氫氧化鈣和鹽酸反應(yīng)生成了氯化鈣和水，所以稀鹽酸與氫氧化鈣在溶液中不能共存，所以猜想Ⅳ不合理；
【進行實驗】因為酚酞遇堿會變紅色，而猜想Ⅲ中有Ca（OH）2，所以結(jié)論是猜想Ⅲ不正確； 再另取少量反應(yīng)后的溶液于另一支試管中，向里面加入適量碳酸鈉，有氣泡產(chǎn)生，則證明剩余溶液中含有HCl，則猜想Ⅱ成立；碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑；
4.氫氧化鈣溶液顯堿性，pH＞7，逐漸加入鹽酸，隨著反應(yīng)進行，堿性逐漸減弱至中性，后鹽酸過量，pH＜7，故選：C；
5.要使燒杯內(nèi)溶液的溶質(zhì)只含CaCl2，需要除去雜質(zhì)，即除去稀鹽酸，可加入過量的碳酸鈣（或石灰石或大理石），碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，然后過濾；
Ⅱ．定量探究
為NaOH和HCl完全反應(yīng)后生成的NaCl溶液呈中性，故從圖中分析可知當(dāng)縱軸數(shù)值等于7時，對應(yīng)的橫軸值就是消耗氫氧化鈉溶液的質(zhì)量；根據(jù)NaOH和HCl反應(yīng)的化學(xué)方程式，用氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)NaOH的量可求出廢液中溶質(zhì)HCl的量，進而求出廢液中HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
故答案為：Ⅰ．定性探究
【猜想與假設(shè)】CaCl2；猜想Ⅳ，鹽酸和氫氧化鈣相互反應(yīng)。不能共存
【進行實驗】猜想Ⅱ正確；Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑；
C；碳酸鈣（或石灰石或大理石）
Ⅱ．定量探究 14.6%
（1）根據(jù)反應(yīng)的程度進行猜想：一種物質(zhì)完全反應(yīng)、另一種物質(zhì)有剩余，恰好反應(yīng)，來判斷反應(yīng)后剩余溶液的成分；
（2）根據(jù)氫氧化鈣和鹽酸反應(yīng)生成了氯化鈣和水來判斷作答；
（3）①根據(jù)酚酞遇堿變紅，有氫氧化鈣酚酞就會變紅，反之，酚酞不變色；
②根據(jù)碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳氣體來進行解答；
（4）氫氧化鈣溶液顯堿性，pH＞7，逐漸加入鹽酸，隨著反應(yīng)進行，堿性逐漸減弱至中性，后鹽酸過量，pH＜7，故此判斷圖像的正誤；
（5）碳酸鈣能與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳氣體，可除去溶液中的稀鹽酸來作答；
（6）從圖像中找出相關(guān)量，應(yīng)用化學(xué)方程式進行計算；