Question

（2012?鹽城模擬）今天是實驗室開放日，小明、小軍、小紅一起到化學實驗室進行科學探究活動，他們看到實驗臺上有兩瓶沒有標簽的無色溶液，老師告訴他們，其中一瓶是稀鹽酸，另一瓶是石灰水，他們決定用不同的方案對這兩種溶液進行鑒別：
【設計實驗】
小明準備用無色酚酞溶液；
小紅提議可用碳酸鈉溶液來鑒別；
小軍想分別將一支盛有二氧化碳氣體的試管，分別倒扣在盛有這兩種溶液的燒杯中，如圖1所示．
【進行實驗】
（1）小明、小紅分別將這兩種溶液分別各取2mL，裝在兩支試管中，他們將試管依次編號為①～④號，小軍取這兩種溶液各30mL，分別倒入兩個小燒杯中，再在編號為⑤、⑥號的兩支集滿二氧化碳的氣體；
（2）各自按自己的思路進行了實驗，現象如下：試管①中液體由無色變為紅色，試管③中液體變渾濁，試管⑥中液面上升．
（3）三位同學在實驗后，將試管中的物質倒入同一個廢液缸中，發現廢液為無色透明．
【分析與計算】
（1）試管①中所盛的液體為

石灰水

．
（2）試管④中發生反應的化學方程式為

Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O

．
（3）試管⑥還能觀察到的現象是

無色液體變渾濁

．
（4）廢液缸中除了酚酞、水以外，一定存在的物質有

CaCl₂、NaCl

，（填化學式）為進一步確定該廢液是否存在鹽酸，小紅又設計并完成如下實驗：

實驗步驟	實驗現象	結論
取少量該溶液，向其中加入 少量碳酸鈉	有氣泡生成	廢液中存在鹽酸

為避免污染環境，化學興趣小組對該廢液的成分進行了如下實驗：
取出廢液缸中廢液共14.6g，向其中加入適量的水，向溶質質量分數為2.12%的碳酸鈉溶液．所得溶液的pH與加入的碳酸鈉溶液的質量關系如圖2所示：
Ⅰ、通過圖2可知，當碳酸鈉溶液質量加到10g時，廢液中溶質為

CaCl₂、NaCl

（填化學式）．
Ⅱ、原廢液中氯化氫的質量分數？

Answer 1

分析：（1）根據石灰水顯堿性，能使無色酚酞溶液變紅色分析；
（2）根據碳酸鈉溶液能與石灰水反應生成沉淀分析；
（3）根據二氧化碳能與石灰水反應分析；
（4）根據石灰水、鹽酸、碳酸鈉的性質以及混合后的溶液無色透明分析廢液中存在的物質，根據鹽酸與碳酸鈣的反應驗證溶液中是否存在鹽酸；
Ⅰ觀察圖示，根據當碳酸鈉溶液質量加到10g時，溶液的PH分析溶液中的溶質；
Ⅱ根據碳酸鈉與鹽酸反應的方程式，由碳酸鈉的質量可求出14.6g廢液中鹽酸的質量，繼而求出廢液中原廢液中氯化氫的質量分數．

解答：解：（1）由于石灰水顯堿性，能使無色酚酞溶液變紅色，所以，試管①中所盛的液體為石灰水；
（2）由于碳酸鈉溶液能與石灰水反應生成沉淀，所以，試管③中盛放的是石灰水，則試管④中盛放的是鹽酸．鹽酸與碳酸鈉反應的方程式是：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O；
（3）由于二氧化碳與石灰水反應生成了碳酸鈣沉淀和水，所以，試管⑥能觀察到的現象是：液面上升，無色溶液變渾濁；
（4）由于石灰水能與鹽酸反應生成氯化鈣和水，碳酸鈉很鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化碳和水，又由于混合后的溶液無色透明，所以，碳酸鈉與石灰水不能反應生成碳酸鈣沉淀．所以，廢液缸中除了酚酞、水以外，一定存在的物質有CaCl₂、NaCl，為了證明溶液中還含有鹽酸，可向溶液中加入少量的碳酸鈉，有氣泡生成，證明了溶液中含有鹽酸．
Ⅰ、由圖2可知，當碳酸鈉溶液質量加到10g時，廢液中PH為7，說明了溶液呈中性，溶液中不含有石灰水、鹽酸、碳酸鈉，溶液中的溶質是CaCl₂、NaCl．
Ⅱ、設14.6g廢液中含有氯化氫的質量為X
碳酸鈉的質量為：10g×2.12%=0.212g
   Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
    106   73
  0.212g   X

106

73

=

0.212g

X

  解得：X=0.146g
原廢液中氯化氫的質量分數為：

0.146g

14.6g

×100%=1%
故答為：（1）石灰水；（2）Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O；（3）無色液體變渾濁；（4）CaCl₂、NaCl，碳酸鈉，有氣泡生成，ⅠCaCl₂、NaCl，Ⅱ1%．

點評：本題的綜合性較強，主要考查學生運用所學化學知識綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力．