Question

某化學興趣小組的同學學習“滅火器原理”后，設計了如圖甲所示實驗，并對反應后瓶中殘留廢液進行探究．

【提出問題】廢液中所含溶質(zhì)是什么？
【猜想與假設】
猜想1：廢液中的溶質(zhì)可能是NaCl、Na₂CO₃和HCl．猜想2：廢液中的溶質(zhì)只有NaCl．
猜想3：廢液中的溶質(zhì)是NaCl和HCl．猜想4：廢液中的溶質(zhì)是

Na₂CO₃和NaCl

．
【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

在溶液中Na₂CO₃和HCl不能共存

．
【實驗與結論】
（1）小亮同學為驗證猜想2，取少量廢液裝入試管中，然后滴入酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)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

錯誤

（填“正確”或“錯誤”），理由是

溶液中的溶質(zhì)是NaCl和HCl時，滴加酚酞溶液也不變色

．
（2）小美為驗證猜想3，用潔凈干燥的玻璃棒蘸取該溶液滴到濕潤的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

B

．
A．方法不正確，結果偏小，結論正確 B．方法不正確，結果偏大，結論正確
C．方法正確，結果偏大，結論正確   D．方法正確，結果偏小，結論不正確
（3）小麗為驗證猜想4成立，可選擇的試劑

稀鹽酸（或稀硫酸）、氫氧化鈣溶液（或氫氧化鋇溶液）、氯化鈣溶液（或氯化鋇溶液）

．
【拓展與應用】若廢液中的溶質(zhì)是NaCl和HCl，根據(jù)HCl的性質(zhì)，無需另加試劑，只要對廢液進行

蒸發(fā)

操作即可從廢液中得到NaCl固體．
（4）向一定質(zhì)量CaCl₂和HCl的混合溶液中逐滴加入溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10.0%的Na₂CO₃溶液．反應過程中加入的Na₂CO₃溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀或氣體的質(zhì)量關系如圖乙所示．試回答下列問題：
①oa段表示生成

氣體

（填“氣體”或“沉淀”）的質(zhì)量；
②c點對應的溶液中溶質(zhì)為

Na₂CO₃和NaCl

；
③x值為

106

．（寫出計算過程）

Answer 1

分析：碳酸鈉能與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，二者不能共存，酚酞溶液不變色，只能說明廢液不顯堿性．使用pH試紙不能濕潤．要檢驗碳酸鈉的存在，可以使用加酸化氣以及加入可溶性鈣鋇化合物產(chǎn)生沉淀的方法，要得到氯化鈉固體，可以使用蒸發(fā)的方法．
（4）加入的碳酸鈉先與鹽酸反應，把鹽酸消耗完了，才開始與氯化鈣反應，開始生成沉淀，最后到達最高點說明已經(jīng)反應完了．

解答：解：【猜想與假設】碳酸鈉能與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，二者不能共存，根據(jù)反應物以及生成的物質(zhì)，可以對廢液中的溶質(zhì)進行猜想，如果Na₂CO₃過量，廢液中的溶質(zhì)是Na₂CO₃和NaCl
【實驗與結論】（1）滴入酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)酚酞溶液不變色，只能說明廢液不顯堿性，可能為NaCl或NaCl和HCl
（2）在測定酸堿度時用濕潤的試紙的操作方法不正確，如果將試紙潤濕，則相當于向所測溶液中加入了水，從而會使所測得酸溶液的酸堿度偏大，但根據(jù)酸堿度為4判斷溶液為酸性的結論還是沒有錯誤的；故B正確；
（3）要檢驗碳酸鈉的存在，可以使用加酸化氣以及加入可溶性鈣鋇化合物產(chǎn)生沉淀的方法，所以可用稀鹽酸（或稀硫酸）、氫氧化鈣溶液（或氫氧化鋇溶液）、氯化鈣溶液（或氯化鋇溶液）．
【拓展與應用】要將氯化鈉和鹽酸分離，氯化氫易揮發(fā)，因而可以使用蒸發(fā)的方法．
（4）Na₂CO₃會先于HCl，而后與CaCl₂反應
①圖中oa段表示生成的氣體質(zhì)量；
②c點表示Na₂CO₃已過量，溶液中含有Na₂CO₃和NaCl兩種溶質(zhì)；
③根據(jù)題意可知碳酸鈉先與鹽酸反應，再與氯化鈣反應，由圖示可知碳酸鈉與鹽酸反應生成氣體2.2g，碳酸鈉與氯化鈣反應，生成沉淀5.0g．設生成2.2g氣體所需的Na₂CO₃的質(zhì)量為y，生成沉淀5.0g所需Na₂CO₃的質(zhì)量為z．則
Na₂CO₃～CO₂↑
 106  44
  y  2.2

106

y

=

44

2.2g

，
解得，y=5.3g；
Na₂CO₃～CaCO₃↓
106      100
 z       5.0g     

106

z

=

100

5.0g

，
解得z=5.3g；
所以x=

5.3g+5.3g

10%

=106g；
故答案為：【猜想與假設】Na₂CO₃和NaCl；在溶液中Na₂CO₃和HCl不能共存；
【實驗與結論】（1）錯誤；溶液中的溶質(zhì)是NaCl和HCl時，滴加酚酞溶液也不變色．（2）B（3）稀鹽酸（或稀硫酸）、氫氧化鈣溶液（或氫氧化鋇溶液）、氯化鈣溶液（或氯化鋇溶液）．（合理即可）；【拓展與應用】蒸發(fā)
（4）①氣體
②Na₂CO₃和NaCl
③106

點評：本題考查了碳酸鈉與鹽酸的反應以及碳酸鈉和氯離子的檢驗，可以依據(jù)碳酸鈉和鹽酸的性質(zhì)以及常見離子的檢驗方法進行．要知道碳酸鈉只有把鹽酸反應完了，才能與氯化鈣反應產(chǎn)生沉淀，因為如果碳酸鈉與氯化鈣先反應生成了碳酸鈣沉淀，也會被剩余的鹽酸溶解掉，將不會看到沉淀．