Question

【题目】某化学兴趣小组的同学在做氢氧化钙与盐酸中和反应的实验时，忘记滴加指示剂，因而无法判断酸碱是否恰好完全反应。于是他们对反应后溶液中的溶质大胆提出猜想，进行了以下探究，请你和他们一起完成下列实验报告。
Ⅰ．定性探究
【提出问题】该溶液中的溶质含有哪些成分？
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。
（1）【猜想与假设】
猜想Ⅰ：溶液中的溶质只有；
猜想Ⅱ：溶液中的溶质有CaCl2、HCl；
猜想Ⅲ：溶液中的溶质有CaCl2、Ca(OH)2；
猜想Ⅳ：溶液中的溶质有CaCl2、Ca(OH)2、HCl。
经过讨论，同学们直接得出不合理的猜想是哪一种并说出理由：。
为了验证余下的哪一种猜想是正确的，同学们又做了以下实验。
（2）【进行实验】研究

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量反应后的溶液于试管中，滴加酚酞溶液	溶液不变色	猜想Ⅲ不正确
②再另取少量反应后的溶液于另一支试管中，向里面加入适量碳酸钠	有气泡产生	猜想正确

（3）操作②有气泡生成的化学方程式为。
（4）4.下列曲线能够表示所做实验中溶液pH变化趋势的是(填序号)。

（5）【反思交流】
要使烧杯内溶液的溶质只含CaCl2 ， 需要除去杂质，其中的一种方法是向烧杯中加入过量的 ， 然后过滤。
（6）Ⅱ．定量探究
兴趣小组同学想对本地化工厂排放废水中的HCl含量进行了测定（不含其他酸性物质）。取废水5 g，用质量分数为2%的氢氧化钙溶液进行中和，如下图所示。请你计算废水中HCl的质量分数。（写出具体的计算过程）

Answer 1

【答案】
（1）CaCl2,猜想Ⅳ,盐酸和氢氧化钙相互反应。不能共存
（2）猜想Ⅱ正确
（3）Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
（4）C
（5）碳酸钙/石灰石/大理石
（6）解：设废水中HCl的质量为x,37g氢氧化钙溶液中含溶质Ca（OH）2的质量为37g×2%=0.74g

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

x=0.73g废水中HCl的质量分数为 ×100%=14.6%答：废水中HCl的质量分数为14.6%。
【解析】Ⅰ．定性探究
【猜想与假设】反应可能是一种物质完全反应，另一种物质有剩余：若氢氧化钙过量，则含有氢氧化钙和氯化钙；若盐酸过量，则含有盐酸和氯化钙；也可能是恰好反应：只有氯化钙；故填：CaCl2；
（1）氢氧化钙和盐酸反应生成了氯化钙和水，所以稀盐酸与氢氧化钙在溶液中不能共存，所以猜想Ⅳ不合理；
【进行实验】因为酚酞遇碱会变红色，而猜想Ⅲ中有Ca（OH）2，所以结论是猜想Ⅲ不正确； 再另取少量反应后的溶液于另一支试管中，向里面加入适量碳酸钠，有气泡产生，则证明剩余溶液中含有HCl，则猜想Ⅱ成立；碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，化学方程式为：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑；
4.氢氧化钙溶液显碱性，pH＞7，逐渐加入盐酸，随着反应进行，碱性逐渐减弱至中性，后盐酸过量，pH＜7，故选：C；
5.要使烧杯内溶液的溶质只含CaCl2，需要除去杂质，即除去稀盐酸，可加入过量的碳酸钙（或石灰石或大理石），碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，然后过滤；
Ⅱ．定量探究
为NaOH和HCl完全反应后生成的NaCl溶液呈中性，故从图中分析可知当纵轴数值等于7时，对应的横轴值就是消耗氢氧化钠溶液的质量；根据NaOH和HCl反应的化学方程式，用氢氧化钠溶液中溶质NaOH的量可求出废液中溶质HCl的量，进而求出废液中HCl的质量分数；
故答案为：Ⅰ．定性探究
【猜想与假设】CaCl2；猜想Ⅳ，盐酸和氢氧化钙相互反应。不能共存
【进行实验】猜想Ⅱ正确；Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑；
C；碳酸钙（或石灰石或大理石）
Ⅱ．定量探究 14.6%
（1）根据反应的程度进行猜想：一种物质完全反应、另一种物质有剩余，恰好反应，来判断反应后剩余溶液的成分；
（2）根据氢氧化钙和盐酸反应生成了氯化钙和水来判断作答；
（3）①根据酚酞遇碱变红，有氢氧化钙酚酞就会变红，反之，酚酞不变色；
②根据碳酸钙与盐酸反应产生二氧化碳气体来进行解答；
（4）氢氧化钙溶液显碱性，pH＞7，逐渐加入盐酸，随着反应进行，碱性逐渐减弱至中性，后盐酸过量，pH＜7，故此判断图像的正误；
（5）碳酸钙能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，可除去溶液中的稀盐酸来作答；
（6）从图像中找出相关量，应用化学方程式进行计算；