Question

某化学兴趣小组的同学学习“灭火器原理”后，设计了如下图所示实验，并对反应后瓶中残留废液进行探究。

【提出问题】废液中所含溶质是什么？

【猜想与假设】

猜想1：废液中的溶质可能是NaCl、Na₂CO₃和HCl。猜想2：废液中的溶质只有NaCl。 

猜想3：废液中的溶质是NaCl和HCl。猜想4：废液中的溶质是__________________。

【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。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溶液滴到湿润的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．方法不正确，结果偏大，结论正确

C．方法正确，结果偏大，结论正确   D．方法正确，结果偏小，结论不正确

（3）小丽为验证猜想4成立，可选择的试剂              。

【拓展与应用】若废液中的溶质是NaCl和HCl，根据HCl的性质，无需另加试剂，只要对废液进行操作即可从废液中得到NaCl固体。

（4）向一定质量CaCl₂和HCl的混合溶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下图所示。

试回答下列问题：

①oa段表示生成     （填“气体”或“沉淀”）的质量；

②c点对应的溶液中溶质为            ；（2分）

③x值为           。（写出计算过程）（3分）

 

Answer 1

【答案】

【猜想与假设】

NaCl和Na₂CO₃

【讨论与交流】

HCl和Na₂CO₃在溶液中不能共存

【实验与结论】

（1）错误、溶液中的溶质是NaCl和HCl时，滴加酚酞溶液也不变色。

（2）B；

（3）稀盐酸（或稀硫酸）、氢氧化钙溶液（或氢氧化钡溶液）、氯化钙溶液（或氯化钡溶液）。（合理即可）

【拓展与应用】

蒸发

（4）① 气体；　

② NaCl和Na₂CO₃（或氯化钠和碳酸钠）；

③ 106。

【解析】

试题分析：【猜想与假设】根据题意可知，碳酸钠和盐酸反应，生成氯化钠、水和二氧化碳气体，故反应后的废液的可能组成是：①恰好完全反应，废液中的溶质只有生成的氯化钠；②浓盐酸有剩余，则废液中含有生成的氯化钠和剩余的盐酸；③碳酸钠有剩余，废液中含有剩余的碳酸钠和生成的氯化钠。

【讨论与交流】由于碳酸钠和盐酸能反应，故二者不能同时存在于同一种溶液中，错误。

【实验与结论】

（1）由于酚酞试液只遇碱性溶液变红色，故当溶液中有HCl剩余时，滴加酚酞溶液也不变色，无法证明只有NaCl，错误。

（2）根据猜想3可知，废液中的溶质是NaCl和HCl，故只要能证明其pH＜7，即可证明有HCl的存在，故小美的结论是正确的；但由于pH试纸事先被润湿了，故相当于将待测溶液稀释了，稀释后的溶液的酸性会减弱，故pH会变大。故选B

（3）检验碳酸钠的存在，即检验碳酸根离子的存在，故可以把碳酸根离子转化为沉淀或气体来验证，稀盐酸（或稀硫酸）能与碳酸钠反应生成二氧化碳气体，氢氧化钙溶液（或氢氧化钡溶液）、氯化钙溶液（或氯化钡溶液）能与碳酸钠反应生成沉淀。

【拓展与应用】由于盐酸是氯化氢的水溶液，受热时，溶质氯化氢气体会逸出，故直接蒸发即可除去氯化氢。

（4）①向一定质量CaCl₂和HCl的混合溶液中逐滴加入Na₂CO₃溶液，二者均能与Na₂CO₃溶液反应，且CaCl₂与Na₂CO₃溶液反应生成的碳酸钙沉淀还能与HCl反应，生成CaCl₂、水和二氧化碳，故相当于碳酸钠会先与盐酸反应，当盐酸完全反应，才开始与氯化钙反应，所以oa段表示生成气体的质量。

②b点表示碳酸钠恰好完全反应，此时溶液中只含有生成的NaCl一种溶质；而c点时，碳酸钠已过量，故此时溶液中溶质为生成的NaCl和剩余的Na₂CO₃。

③根据上面的分析可知，碳酸钠先与盐酸反应，再与氯化钙反应；结合图示可知，碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳气体2.2g，碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀5.0g。

设生成2.2g二氧化碳气体所需的Na₂CO₃的质量为m，生成5.0g碳酸钙沉淀所需Na₂CO₃的质量为n，则

Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑

106                  44

m                   2.2g

106：44=m：2.2g

解得，m=5.3g

Na₂CO₃+ CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl

106          100

n            5.0g

106：100=n：5.0g

解得，n=5.3g；

所以x=(5.3g+5.3g)÷10% =106g

考点：酸的化学性质，证明盐酸和可溶性盐酸盐，溶液的酸碱性与pH值的关系，酸的物理性质及用途，书写化学方程式，根据化学方程式计算

点评：对于验证型实验探究，要熟记物质的性质或变化规律，根据给出的实验设计方案，进行实验、分析和探究，并通过观察、记录和分析的实验现象，来验证该物质的性质或变化规律等；解答最后一问，一定要注意碳酸钠会先与盐酸反应，再与氯化钙反应。