Question

【题目】某化学兴趣小组的同学做完“大理石和稀盐酸制取二氧化碳的实验”后，将反应后锥形瓶中残留的废液过滤，并对滤液进行探究(已知大理石中所含杂质既不溶于水，也不与酸反应)。

(提出问题)滤液中所含溶质是什么？

(查阅资料)氯化钙溶液呈中性

(猜想与假设)

猜想1：溶质可能是CaCl2和CaCO3；猜想2：溶质只有CaCl2；猜想3：溶质是____。

(讨论与交流)

小明认为猜想1无需验证就知道是错误的，他的理由是_____。

(实验与结论)

(1)小亮同学为验证猜想2，取少量滤液装入试管中，然后滴入酚酞溶液，发现酚酞溶液不变色，于是小亮认为猜想2正确。你认为他的结论___(填“正确”或“错误”)，理由是___。

(2)小美为验证猜想3，用洁净干燥的玻璃棒蘸取该滤液滴到湿润的pH试纸上，测得pH=4，她认为猜想3正确。对她的操作方法、测量结果及结论的评价，正确的是____。

A 方法不正确，结果偏小，结论正确 B 方法正确，结果偏大，结论不正确

C 方法不正确，结果偏大，结论正确 D 方法正确，结果偏小，结论不正确

(3)小丽使用了几种物质类别不同的物质来验证猜想3，也得出了结论，请完成下表：

方案	使用的试剂	实验现象	结论
A	石蕊溶液	溶液变红	猜想3正确
B	镁条	有气泡产生
C	____	固体溶解，溶液变成蓝色
D	硝酸银溶液	产生白色沉淀

(反思与评价)上述方案有错误及错误的原因是_____(填写错误方案的序号，并解释其错误的原因)。

(4)小明同学向一定质量的上述猜想3滤液中逐滴加入溶质质量分数为10.0%的Na2CO3溶液，反应过程中加入的Na2CO3溶液的质量与产生沉淀或气体的质量关系如图所示。问：

①图中oa段表示生成_______(“气体”还是“沉淀”)的过程；

②a点溶液中溶质为_________；

③c点溶液的pH_____7(填>、<、=)。

Answer 1

【答案】CaCl2和HCl CaCO3难溶于水 错误 溶液中的溶质是CaCl2和HCl时，滴加酚酞溶液也不变色 C 氢氧化铜（或氧化铜） D错误，因为若只有CaCl2时，加硝酸银溶液也会产生白色沉淀 气体 NaCl和CaCl2（或氯化钠和氯化钙） ＞

【解析】

[猜想与假设]

根据前面的猜想，可以考虑盐酸有剩余，所以废液中含有氯化氢（HCl）和氯化钙（CaCl2）；
[讨论与交流]

CaCO3难溶于水，不可能在溶液中；
[实验与结论]

（1）验证猜想2：废液中的溶质只有CaCl2，取少量废液装入试管中，然后滴入酚酞溶液，发现酚酞溶液不变色，于是小亮认为猜想2正确。其结论错误，理由是酸性和中性溶液都不会使酚酞溶液变色，即酚酞试液不变色，也可能是酸过量；
（2）用洁净干燥的玻璃棒蘸取该溶液滴到“湿润”的pH试纸上，测得pH=4，认为猜想3成立：废液中的溶质是NaCl和HCl，结论正确，因溶液中加水时，溶液被稀释，酸碱度会改变，但不改变酸碱性；但其操作方法不正确，酸性溶液被稀释，酸性变弱，结果偏大，结论正确；故选C；
（3）由结论是猜想3正确，可推知溶液中溶质是CaCl2和HCl，由于氯化钙一定存在，不需要验证，故“固体溶解，溶液变成蓝色”是所加试剂和盐酸反应的现象，所以试剂可以是氧化铜或氢氧化铜，因二者都能与盐酸反应生成氯化铜，得蓝色溶液；

[反思与评价]

氯化钙和氯化氢都能使硝酸银产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，所以结论不正确；

（4）①Na2CO3会先与HCl，而后与CaCl2反应，所以图中oa段表示生成气体的过程；
②在CaCl2和HCl的混合溶液中加入碳酸钠时，盐酸先与碳酸钠反应生成二氧化碳、氯化钠、水，盐酸完全反应后，继续加入的碳酸钠和氯化钙反应，a点表示Na2CO3恰好与盐酸反应，而氯化钙还没有反应，故溶液中含有CaCl2和NaCl两种溶质；
③c点溶液表示碳酸钠是过量的，溶液呈碱性，所以pH＞7。