Question

6．某小組同學(xué)用鹽酸和氫氧化鈣進(jìn)行酸和堿中和反應(yīng)的探究．
（1）甲同學(xué)向裝有氫氧化鈣溶液的燒杯中加入鹽酸，無明顯現(xiàn)象．結(jié)論：兩種物質(zhì)未發(fā)生反應(yīng)．
乙同學(xué)向滴有酚酞的氫氧化鈣溶液的試管中慢慢滴加鹽酸，溶液由紅色變?yōu)闊o色．結(jié)論：兩種物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)．反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O．
大家認(rèn)為乙的實(shí)驗(yàn)證明鹽酸與氫氧化鈣發(fā)生了中和反應(yīng)．并對甲的實(shí)驗(yàn)繼續(xù)探究．
[提出問題]甲實(shí)驗(yàn)后的溶液中有什么溶質(zhì)？
[作出猜想]猜想一，只有CaCl₂；猜想二有CaCl₂和HCl；猜想三，有CaCl₂和Ca（OH）₂
[查閱資料]CaCl₂溶液為中性．
[實(shí)驗(yàn)探究]為驗(yàn)證猜想，丙同學(xué)設(shè)計(jì)了方案1和方案2，并按方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

方案編號	方案1	方案2	方案3
實(shí)驗(yàn)操作（分別取少量甲實(shí)驗(yàn)后的溶液于試管中）
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	對比標(biāo)準(zhǔn)比色卡：pH＜7	產(chǎn)生白色沉淀
實(shí)驗(yàn)結(jié)論	溶液中有HCl	溶液中有CaCl2

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]丙認(rèn)為猜想二正確．
[實(shí)驗(yàn)評價]丙認(rèn)為方案1的實(shí)驗(yàn)操作和方案二的設(shè)計(jì)中有不足之處，請任選其一說明其不足之處是方案1中使用pH試紙的操作不對．
大家討論后方案3可證明猜想二正確，其實(shí)驗(yàn)中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象為先有氣體產(chǎn)生，后有白色沉淀生成．
[實(shí)驗(yàn)拓展]為節(jié)約資源和避免實(shí)驗(yàn)廢液對環(huán)境污染，小組同學(xué)將方案1和方案3及甲實(shí)驗(yàn)后燒杯中剩余溶液混合（混合時未見明顯現(xiàn)象），并對混合液中的鹽分離回收，請將相關(guān)內(nèi)容填入下表．

要分離的鹽	所用試劑	主要操作
CaCl2、NaCl	Na2CO3，HCl	混合物中加入Na2CO3溶液至不再產(chǎn)生沉淀，過濾，將濾液蒸發(fā)即得NaCl；將過濾后的固體加稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣體，對溶液加熱蒸發(fā)即得CaCl2

（2）請根據(jù)如圖所示的實(shí)驗(yàn)過程和提供的數(shù)據(jù)（步驟②產(chǎn)生的氣體全部逸出），計(jì)算實(shí)驗(yàn)后所得CaCl₂溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)酚酞試液遇堿性溶液顯紅色以及氫氧化鈣溶液和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水進(jìn)行解答；
[實(shí)驗(yàn)評價]根據(jù)用pH試紙測定溶液酸堿性的方法以及加AgNO₃產(chǎn)生白色沉淀只能說明溶液中有Cl^-進(jìn)行解答；
根據(jù)碳酸鈉溶液和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳?xì)怏w以及碳酸鈉溶液和氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀進(jìn)行解答；
[實(shí)驗(yàn)拓展]根據(jù)方案1和方案3及甲實(shí)驗(yàn)后燒杯中剩余溶液混合，混合時未見明顯現(xiàn)象說明沒有碳酸鈉，所以這時溶液中溶質(zhì)為氯化鈣和氯化鈉，把氯化鈣和氯化鈉分離可以加入過量的碳酸鈉溶液，充分反應(yīng)后過濾，將濾液蒸發(fā)即得NaCl；將過濾后的固體加稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣體，對溶液加熱蒸發(fā)即得CaCl₂進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量結(jié)合化學(xué)方程式可以求算出氯化鈣的質(zhì)量，進(jìn)而可以求出氯化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可．

解答 解：酚酞試液遇堿性溶液顯紅色，所以向滴有酚酞的氫氧化鈣溶液的試管中慢慢滴加鹽酸，溶液由紅色變?yōu)闊o色，說明兩種物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)，其中氫氧化鈣溶液和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O；
[實(shí)驗(yàn)評價]：用pH試紙測定溶液酸堿性時不能將pH試紙直接伸入待測液中，所以方案1中使用pH試紙的操作不對；方案2中加AgNO₃產(chǎn)生白色沉淀只能說明溶液中有Cl^-，不能說明只有氯化鈣；
根據(jù)碳酸鈉溶液和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳?xì)怏w以及碳酸鈉溶液和氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，所以方案3即證明了猜想三正確，其實(shí)驗(yàn)中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象為先有氣體產(chǎn)生，后有白色沉淀生成；
[實(shí)驗(yàn)拓展]：方案1和方案3及甲實(shí)驗(yàn)后燒杯中剩余溶液混合，混合時未見明顯現(xiàn)象說明沒有碳酸鈉，所以這時溶液中溶質(zhì)為氯化鈣和氯化鈉，把氯化鈣和氯化鈉分離可以加入過量的碳酸鈉溶液，充分反應(yīng)后過濾，將濾液蒸發(fā)即得NaCl；將過濾后的固體加稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣體，對溶液加熱蒸發(fā)即得CaCl₂．
故答案為：紅；Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O；
[實(shí)驗(yàn)評價]：方案1中使用pH試紙的操作不對；方案2中加AgNO₃產(chǎn)生白色沉淀說明溶液中有Cl^-，不能說明只有氯化鈣；先有氣體產(chǎn)生，后有白色沉淀生成；
[實(shí)驗(yàn)拓展]：

要分離的鹽	所用試劑	主要操作
CaCl2、NaCl	Na2CO3，HCl	混合物中加入Na2CO3溶液至不再產(chǎn)生沉淀，過濾，將濾液蒸發(fā)即得NaCl；將過濾后的固體加稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣體，對溶液加熱蒸發(fā)即得CaCl2

（2）反應(yīng)中生成CO₂的質(zhì)量為：12g+100g+100g-207.6g=4.4g，
設(shè)原混合物中 CaCO₃的質(zhì)量為x，生成的CaCl₂質(zhì)量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100         111      44
x            y      4.4g
$\frac{100}{x}=\frac{111}{y}=\frac{44}{4.4g}$
x=10g，y=11.1g
原混合物樣品中CaCl₂的質(zhì)量為：12g-10g=2g
所得的CaCl₂不飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為：2g+11.1g=13.1g
所得CaCl₂溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：$\frac{13.1g}{207.6g}×100%$=6.3%
答：所得CaCl₂溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.3%．

點(diǎn)評 結(jié)合課本知識和實(shí)驗(yàn)技能，考查了學(xué)生的分析問題，解決問題的能力；此題綜合性較強(qiáng)，考查出學(xué)生將理論知識與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的能力，還考查學(xué)生的創(chuàng)新能力，是一道不錯的綜合題．