Question

11．某化学兴趣小组的同学进行了以下实验：向烧杯中加入变质的氢氧化钙固体和一定量的稀盐酸，一段时间后固体全溶解．他们对所得溶液中的溶质成分进行了探究．
Ⅰ．探究烧杯内溶液中溶质的成分．
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？
【猜想】猜想一：CaCl₂、Ca（OH）₂和HCl；     猜想二：CaCl₂和Ca（OH）₂；
猜想三：CaCl₂（化学式）；   猜想四：CaCl₂和HCl
根据所学知识判断，猜想一一定不成立．
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性．
【进行实验】
实验步骤：取少量烧杯内溶液加入试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡．
实验现象：溶液呈无色．结论：猜想二不成立．
实验步骤：取少量烧杯内溶液加入另一支试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量．
实验现象：先有气泡产生，后有沉淀产生．结论：猜想三不成立，猜想四成立．
【反思与拓展】
（1）氢氧化钙固体在空气中变质的化学方程式Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（2）酸性或碱性较强的液体直接进入下水道，会污染环境．要处理烧杯内的溶液，使其溶质只含有CaCl₂，应向烧杯中加入过量的石灰石或大理石．
Ⅱ．取10g烧杯中的溶液，向其中逐滴滴入溶质质量分数为5.3%的碳酸钠溶液，同时充分搅拌．测得溶液pH与加入的碳酸钠溶液的质量关系如图所示．
（1）由图可知，当碳酸钠溶液质量加到10g时，溶液中盐酸恰好反应完．
（2）原烧杯溶液中氯化钙的质量分数为11.1%．

Answer 1

分析 Ⅰ、【猜想】根据反应的程度进行猜想：恰好反应、一种物质完全反应，另一种物质有剩余进行解答；
【进行实验】根据酚酞遇碱变红、碳酸钠溶液能和盐酸反应放出二氧化碳气体，碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠来进行解答；
【反思与拓展】
（1）根据氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水进行解答；
（2）根据石灰石或大理石能与盐酸反应进行解答；
Ⅱ（1）根据碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳；碳酸钠和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠以及碳酸钠溶液呈碱性进行解答；
（3）根据图示可知，碳酸钠溶液要先与盐酸反应，从10g开始，加入的碳酸钠溶液才开始与氯化钙溶液反应进行分析．

解答 解：Ⅰ、【猜想】反应可能是恰好反应，只有氯化钙（猜想三）、也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（猜想二）；若盐酸过量，则含有盐酸和氯化钙（猜想四）；
【进行实验】因为酚酞遇碱会变红色，而结论是猜想二不正确，即不含有氢氧化钙，故观察到的现象是溶液不变红色；碳酸钠溶液能和盐酸反应放出二氧化碳气体，碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，所以另取少量烧杯内溶液与试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量，先有气体产生，后产生沉淀，说明猜想四正确；
【反思与拓展】
（1）氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，化学方程式为Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
（2）石灰石或大理石能与盐酸反应生成氯化钙，所以可用石灰石或大理石处理；
Ⅱ（1）碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳；碳酸钠和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，碳酸钠溶液呈碱性，由图示可知，当碳酸钠溶液质量加到10g时，溶液中盐酸恰好反应完；
（3）根据图示可知，碳酸钠溶液要先与盐酸反应，从10g开始，加入的碳酸钠溶液才开始与氯化钙溶液反应．
设氯化钙的质量为x．
氯化钙消耗的碳酸钠的质量=（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
原烧杯溶液中氯化钙的质量分数=$\frac{1.11g}{10g}×100%$=11.1%
答：原烧杯溶液中氯化钙的质量分数为11.1%．
故答案为：【猜想】CaCl₂；猜想一；
【进行实验】溶液呈无色；先有气泡产生，后有沉淀产生；
【反思与拓展】（1）Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；（2）石灰石或大理石；
Ⅱ．（1）10；（2）11.1%．

点评 本题考查了酸碱中和反应以及实验设计的能力．设计实验时，可以从反应后的产物和其有关的性质着手；检验时要注意氯离子的干扰．