Question

11．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：向燒杯中加入變質(zhì)的氫氧化鈣固體和一定量的稀鹽酸，一段時間后固體全溶解．他們對所得溶液中的溶質(zhì)成分進(jìn)行了探究．
Ⅰ．探究燒杯內(nèi)溶液中溶質(zhì)的成分．
【提出問題】該燒杯內(nèi)溶液中的溶質(zhì)是什么？
【猜想】猜想一：CaCl₂、Ca（OH）₂和HCl；     猜想二：CaCl₂和Ca（OH）₂；
猜想三：CaCl₂（化學(xué)式）；   猜想四：CaCl₂和HCl
根據(jù)所學(xué)知識判斷，猜想一一定不成立．
【查閱資料】氯化鈣溶液呈中性，碳酸鈉溶液呈堿性．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)步驟：取少量燒杯內(nèi)溶液加入試管中，滴入幾滴酚酞溶液，振蕩．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液呈無色．結(jié)論：猜想二不成立．
實(shí)驗(yàn)步驟：取少量燒杯內(nèi)溶液加入另一支試管中，逐滴加入碳酸鈉溶液至過量．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：先有氣泡產(chǎn)生，后有沉淀產(chǎn)生．結(jié)論：猜想三不成立，猜想四成立．
【反思與拓展】
（1）氫氧化鈣固體在空氣中變質(zhì)的化學(xué)方程式Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（2）酸性或堿性較強(qiáng)的液體直接進(jìn)入下水道，會污染環(huán)境．要處理燒杯內(nèi)的溶液，使其溶質(zhì)只含有CaCl₂，應(yīng)向燒杯中加入過量的石灰石或大理石．
Ⅱ．取10g燒杯中的溶液，向其中逐滴滴入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.3%的碳酸鈉溶液，同時充分?jǐn)嚢瑁疁y得溶液pH與加入的碳酸鈉溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖所示．
（1）由圖可知，當(dāng)碳酸鈉溶液質(zhì)量加到10g時，溶液中鹽酸恰好反應(yīng)完．
（2）原燒杯溶液中氯化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.1%．

Answer 1

分析 Ⅰ、【猜想】根據(jù)反應(yīng)的程度進(jìn)行猜想：恰好反應(yīng)、一種物質(zhì)完全反應(yīng)，另一種物質(zhì)有剩余進(jìn)行解答；
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】根據(jù)酚酞遇堿變紅、碳酸鈉溶液能和鹽酸反應(yīng)放出二氧化碳?xì)怏w，碳酸鈉溶液與氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉來進(jìn)行解答；
【反思與拓展】
（1）根據(jù)氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)石灰石或大理石能與鹽酸反應(yīng)進(jìn)行解答；
Ⅱ（1）根據(jù)碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳；碳酸鈉和氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉以及碳酸鈉溶液呈堿性進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)圖示可知，碳酸鈉溶液要先與鹽酸反應(yīng)，從10g開始，加入的碳酸鈉溶液才開始與氯化鈣溶液反應(yīng)進(jìn)行分析．

解答 解：Ⅰ、【猜想】反應(yīng)可能是恰好反應(yīng)，只有氯化鈣（猜想三）、也可能是一種物質(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（猜想二）；若鹽酸過量，則含有鹽酸和氯化鈣（猜想四）；
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】因?yàn)榉犹�遇堿會變紅色，而結(jié)論是猜想二不正確，即不含有氫氧化鈣，故觀察到的現(xiàn)象是溶液不變紅色；碳酸鈉溶液能和鹽酸反應(yīng)放出二氧化碳?xì)怏w，碳酸鈉溶液與氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，所以另取少量燒杯內(nèi)溶液與試管中，逐滴加入碳酸鈉溶液至過量，先有氣體產(chǎn)生，后產(chǎn)生沉淀，說明猜想四正確；
【反思與拓展】
（1）氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水，化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
（2）石灰石或大理石能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣，所以可用石灰石或大理石處理；
Ⅱ（1）碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳；碳酸鈉和氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，碳酸鈉溶液呈堿性，由圖示可知，當(dāng)碳酸鈉溶液質(zhì)量加到10g時，溶液中鹽酸恰好反應(yīng)完；
（3）根據(jù)圖示可知，碳酸鈉溶液要先與鹽酸反應(yīng)，從10g開始，加入的碳酸鈉溶液才開始與氯化鈣溶液反應(yīng)．
設(shè)氯化鈣的質(zhì)量為x．
氯化鈣消耗的碳酸鈉的質(zhì)量=（30g-10g）×5.3%=1.06g
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106    111
1.06g    x
   $\frac{106}{1.06g}=\frac{111}{x}$
x=1.11g
原燒杯溶液中氯化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{1.11g}{10g}×100%$=11.1%
答：原燒杯溶液中氯化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.1%．
故答案為：【猜想】CaCl₂；猜想一；
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】溶液呈無色；先有氣泡產(chǎn)生，后有沉淀產(chǎn)生；
【反思與拓展】（1）Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；（2）石灰石或大理石；
Ⅱ．（1）10；（2）11.1%．

點(diǎn)評 本題考查了酸堿中和反應(yīng)以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時，可以從反應(yīng)后的產(chǎn)物和其有關(guān)的性質(zhì)著手；檢驗(yàn)時要注意氯離子的干擾．