Question

【題目】某化學興趣小組的同學做完“大理石和稀鹽酸制取二氧化碳的實驗”后，將反應后錐形瓶中殘留的廢液過濾，并對濾液進行探究(已知大理石中所含雜質既不溶于水，也不與酸反應)。

（提出問題）濾液中所含溶質是什么？

（查閱資料）氯化鈣溶液呈中性

（猜想與假設）

猜想1：濾液中的溶質可能是CaCl2和CaCO3

猜想2：濾液中的溶質只有CaCl2

猜想3：濾液中的溶質是_______。

（討論與交流）

小明認為猜想1無需驗證就知道是錯誤的，他的理由是__________。

（實驗與結論）

(1)小亮同學為驗證猜想2，取少量濾液裝入試管中，然后滴入酚酞溶液，發現酚酞溶液不變色，于是小亮認為猜想2正確。你認為他的結論_______(填“正確”或“錯誤”)，理由是_______。

(2)小美為驗證猜想3，用潔凈干燥的玻璃棒蘸取該濾液滴到濕潤的pH試紙上，測得pH=4，她認為猜想3正確。對她的操作方法、測量結果及結論的評價，正確的是______。

A.方法不正確，結果偏小，結論正確 B.方法正確，結果偏大，結論不正確

C.方法不正確，結果偏大，結論正確 D.方法正確，結果偏小，結論不正確

(3)小麗使用了幾種物質類別不同的物質來驗證猜想3，也得出了結論，請完成下表：

方案	使用的試劑	實驗現象	結論
A	石蕊溶液	溶液變紅	猜想3正確
B	鎂條	__________
C	氧化鐵	_________
D	_____	固體溶解，溶液變成藍色
E	硝酸銀溶液	產生白色沉淀

（反思與評價）上述方案有錯誤及錯誤的原因是________、___________(填寫錯誤方案的序號，并解釋其錯誤的原因)。

（拓展與延伸）若猜想3成立，小聰認為無需另加試劑，只要對濾液進行_______操作即可除去雜質，得到CaCl2固體。

(4)小明同學向一定質量的上述猜想3濾液中逐滴加入溶質質量分數為10.0%的Na2CO3溶液，反應過程中加入的Na2CO3溶液的質量與產生沉淀或氣體的質量關系如圖所示。問：

①圖中oa段表示生成_______(“氣體”還是“沉淀”)的過程；

②a點溶液中溶質為_________；

③c點溶液的pH_____7(填>、<、=)；

④x值是_________？(寫出具體的計算過程)

Answer 1

【答案】 HCl、CaCl2 CaCO3難溶于水 錯誤 溶液中的溶質是CaCl2和HCl時，滴加酚酞溶液也不變色 C 鎂條溶解，有氣體產生 固體溶解，溶液變成棕黃色 氫氧化銅 E 若只有CaCl2時，加硝酸銀也會產生白色沉淀 蒸發 氣體 氯化鈉、氯化鈣 pH＞7 106g

【解析】本題考查了實驗探究物質的組成成分，溶液的酸堿度測定，有關溶質質量分數的簡單計算，鹽的化學性質等。綜合性較強，解題根據各種物質的性質，結合各方面條件進行分析、判斷得出正確的結論。

猜想與假設：大理石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，當恰好完全反應時，濾液中的溶質是氯化鈣，當鹽酸過量時，濾液中的溶質是氯化氫和氯化鈣，根據前面的猜想，可以考慮鹽酸有剩余，廢液中含有HCl、CaCl2；

討論與交流：CaCO3難溶于水，不可能在溶液中；

實驗與結論：

（1）小亮同學為驗證猜想2：其結論錯誤，酚酞的變色范圍是：酸性、中性不變色，堿性為紅色，溶液中的溶質是CaCl2和HCl時，滴加酚酞溶液也不變色；

（2）測定溶液的pH，試紙不能濕潤，所以操作方法不正確，溶液滴到“濕潤”的pH試紙上，溶液被稀釋，溶液的酸性減弱，pH變大，所以結果偏大，酸性溶液稀釋后溶液仍呈酸性，所以結論正確；故選C；

（3）B、若猜想3正確溶液中存在鹽酸，金屬鎂會與鹽酸反應生成可溶的氯化鎂和氫氣，所以實驗現象是鎂溶解，有氣體產生；

C、若猜想3正確溶液中存在鹽酸，氧化鐵會與鹽酸反應生成可溶的氯化鐵和水，所以實驗現象固體溶解，溶液變成棕黃色；

D、根據“小麗使用了幾種物質類別不同的物質來驗證猜想3”的信息結合已用的試劑的種類可知D是一種堿，濾液中加入D后產生了固體溶解，溶液變成藍色，則D是氫氧化銅；

反思與評價：氯化鈣和氯化氫都能使硝酸銀產生不溶于稀硝酸的白色沉淀。若只有CaCl2時，加硝酸銀也會產生白色沉淀，所以方案E錯誤；

拓展與應用：氯化氫是氣體溶質，受熱后能從溶液中揮發出來。只要對濾液進行蒸發操作即可除去雜質，得到CaCl2固體；

（4）①碳酸鈉先與鹽酸反應，再與氯化鈣反應，首先反應的方程式為Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，所以圖中oa段表示生成氣體的過程；

②a點表示Na2CO3恰好與鹽酸反應，溶液中含有氯化鈉、氯化鈣兩種溶質；

③c點時，碳酸鈉已經過量，碳酸鈉溶液呈堿性，c點溶液的pH>7；

④根據題意可知碳酸鈉先與鹽酸反應，再與氯化鈣反應，設；生成2.2g二氧化碳需碳酸鈉的質量為x。

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑；

106 44

x 2.2g

x=5.3g

設：生:5.0g碳酸鈣需碳酸鈉的質量為y

Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl

106 100

y 5.0g

y=5.3g

x的值是碳酸鈉溶液與混合溶液恰好完全反應消耗的碳酸鈉溶液的質量。所以x==106g。