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(jìn)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。

【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。

（1）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。

【進(jìn)行實驗】研究

（2）

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）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)。

【反思交流】

（5）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。

Ⅱ．定量探究

（6）興趣小組同學(xué)想對本地化工廠排放廢水中的HCl含量進(jìn)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(jìn)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】 CaCl2 猜想Ⅳ，鹽酸和氫氧化鈣相互反應(yīng)。不能共存 猜想Ⅱ正確 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ C 碳酸鈣/石灰石/大理石 14.6%

【解析】【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）因為稀鹽酸與氫氧化鈣在溶液中不能共存，所以猜想四不合理；

（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，則證明剩余溶液中含有HCl，則猜想Ⅱ成立，猜想Ⅰ不成立；

（3）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(jìn)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；

（6）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%。