Question

4．某化学兴趣活动小组的同学学习“灭火器原理”后，设计了如图所示实验，并对反应后锥形瓶中残留废液进行探究．

【提出问题】废液中所含溶质是什么物质？
【猜想与假设】
猜想（一）：废液中的溶质可能是NaCl、Na₂CO₃和HCl． 
猜想（二）：废液中的溶质只有NaCl．
猜想（三）：废液中的溶质是NaCl和HCl．
 猜想（四）：废液中的溶质是Na₂CO₃和NaCl．
【讨论与交流】小明认为猜想（一）无需验证就知道是错误的．他的理由是在溶液中Na₂CO₃和HCl不能共存．
【实验与结论】
（1）为验证猜想（二），小强同学取少量废液装入试管中，然后滴入AgNO3溶液，产生白色沉淀，滴加稀硝酸沉淀不溶解．于是小强认为猜想（二）正确．小强的实验不能（填“能”或“不能”）验证猜想（二）的正确性，原因是溶液中若有HCl，遇AgNO₃溶液也能产生不溶于稀HNO₃的白色沉淀．
（2）小丽为验证猜想（三），选用大理石做试剂．若猜想（三）是正确的，验证时反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）若验证猜想（四）是否正确，下列试剂中可选用的有②③（填序号）．
①氢氧化钠溶液    ②氯化钙溶液     ③稀盐酸     ④氯化钾溶液
【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，只要对废液进行蒸发操作即可从废液中得到NaCl固体．

Answer 1

分析 【猜想与假设】根据发生的反应，废液的可能组成是：①恰好完全反应，废液中的溶质只有氯化钠，②浓盐酸有剩余，废液中含有氯化钠和氯化氢，③碳酸钠有剩余，废液中含有碳酸钠和氯化钠．
【讨论与交流】碳酸钠和盐酸能反应，不能同时存在于一种溶液中．
【实验与结论】（1）验证一种物质是否存在，要排除其他物质的干扰，氯化钠和氯化氢都能使硝酸银产生白色沉淀．
（2）验证盐酸的存在时，可用碳酸盐，看是否放出气体．
（3）检验碳酸钠，即检验碳酸根的存在，可以把碳酸根转化为沉淀或气体来验证．
【拓展与应用】除去氯化钠中的氯化氢可用蒸发的方法，因为氯化氢是气体溶质，能挥发出来，不过氯化氢气体有毒，能污染空气．

解答 解：【猜想与假设】根据前面的猜想，可以考虑碳酸钠有剩余，故废液中含有碳酸钠和氯化钠．
【讨论与交流】（一）无需验证的原因就是碳酸钠和盐酸能反应，不能同时存在于一种溶液中．
【实验与结论】（1）氯化钠和氯化氢都能使硝酸银产生不溶于稀硝酸的白色沉淀．所以结论不准确．
（2）检验盐酸的时，可用碳酸盐，看是否放出气体．化学方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（3）检验碳酸钠时，可以用氯化钙溶液，能生成白色沉淀，也可以用稀盐酸，能放出气体．
【拓展与应用】氯化氢是气体溶质，受热后能从溶液中挥发出来，故可以用蒸发的方法，不过氯化氢气体有毒，能污染空气．
故答案：【猜想与假设】Na₂CO₃和NaCl；
【讨论与交流】在溶液中Na₂CO₃和HCl不能共存；
【实验与结论】（1）不能；溶液中若有HCl，遇AgNO₃溶液也能产生不溶于稀HNO₃的白色沉淀；
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）②③；
【拓展与应用】蒸发．

点评 本题主要考查物质的检验方法，同学们要学会通过现象判断物质是否存在，但也要排除同类离子的干扰．