Question

學習小組用石灰石（雜質不溶于水，不和鹽酸反應）和稀鹽酸制取二氧化碳
(1)對反應后溶液中的溶質進行了如下探究：
[提出猜想]猜想一：__________   猜想二：CaCl₂和CaCO₃    猜想三：CaCl₂和HCl
通過討論，大家認為“猜想二”不成立，理由是__________________________。
[實驗探究]

操作	現象	結論
溶液中加入少量鐵粉	有氣泡冒出	猜想__________成立

實驗反思：①實驗結束后，同學們根據復分解反應發生的條件，總結出得到CaCl₂的不同途徑，如：Ca（OH）₂+ZCl_n→CaCl₂+M，那么M可能是_________或____________。（填不同類別的物質）CaO+YCl_n→CaCl₂+H₂O，則“YCl_n”屬于_________類物質。（填“酸”、“堿”或“鹽”)
（2）若猜想三成立，現欲對廢液進行處理，某同學做了如下實驗：取廢液20g于燒杯中，逐滴滴
入溶質質量分數為5．3％的碳酸鈉溶液至過量，滴入碳酸鈉溶液的質量與生成沉淀的質量
的變化 關系如圖所示。求：

①廢液中氯化鈣的質量_________。
②當廢液中兩種物質剛好消耗完畢時，所得溶液中氯化鈉的質量。

Answer 1

⑴[提出猜想]CaCl₂；CaCO₃不溶于水
[實驗探究]猜想三成立
實驗反思：MgCl₂；HCl；酸
⑵①1.11g
②2.34g

試題分析：⑴[提出猜想]根據題意可知，石灰石（雜質不溶于水，不和鹽酸反應）和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳氣體（逸出），故反應后溶液中的溶質中一定含有生成的氯化鈣，若二者恰好完全反應，則只生成氯化鈣；若鹽酸過量，則可能還含有鹽酸；結合題意可知，猜想一為CaCl₂；
由于探究的是反應后溶液中的溶質，而CaCO₃不溶于水，不可能為溶質，故“猜想二”不成立。
[實驗探究]根據反應現象“溶液中加入少量鐵粉，有氣泡冒出”可知，該溶液中含有酸，故猜想三成立。
實驗反思：根據復分解反應發生的條件，結合氫氧化鈣的化學性質分析可知，若要Ca(OH)₂+ZCl_n→CaCl₂+M的反應能成立，則M要么是Z(OH)₂沉淀，要么是水，故該反應可能是堿和鹽的反應，生成新堿（沉淀）和新鹽，因此M可能是Cu(OH)₂、Fe(OH)₂、Mg(OH)₂、Zn(OH)₂、Al(OH)₃、Fe(OH)₃等難溶性堿，則Z可能是CuCl₂、FeCl₂、MgCl₂、ZnCl₂、AlCl₃、FeCl₃中的一種；也有可能是酸和堿的反應，生成鹽和水，故Z可能是鹽酸。
根據金屬氧化物與酸反應能生成鹽和水，結合CaO+YCl_n→CaCl₂+H₂O，可知YCl_n屬于酸。
（2）①由圖中數據可知，開始加入碳酸鈉溶液，并沒有沉淀生成，說明是碳酸鈉溶液先與鹽酸反應，而CaCl₂尚未反應；當碳酸鈉溶液滴加至20g時，碳酸鈉與鹽酸恰好完全反應；繼續滴加碳酸鈉溶液，碳酸鈉才與氯化鈣反應，生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉；且二者恰好完全反應時，生成碳酸鈣沉淀1g。
設廢液中氯化鈣的質量為x
CaCl₂＋Na₂CO₃＝CaCO₃↓＋2NaCl
111           100
x             1g
111：100= x：1g
解得x＝1.11g
答：廢液中氯化鈣的質量為1.11g。
②由于廢液中的兩種物質都能與碳酸鈉溶液反應，都能生成氯化鈉，故當廢液中兩種物質剛好消耗完畢時，所得溶液中的氯化鈉的質量等于兩個反應生成的氯化鈉的質量和。
設與氯化鈣反應生成的氯化鈉的質量為y
CaCl₂＋Na₂CO₃＝CaCO₃↓＋2NaCl
100       117
1g        y
100：117=1g：y
解得，y＝1.17g
設與鹽酸反應生成的氯化鈉的質量為z
Na₂CO₃＋2HCl＝2NaCl＋H₂O＋CO₂↑
106          117
20g×5.3%     z
106：117=（20g×5.3%）：z
解得，z＝1.17g
所以，氯化鈉的總質量=1.17g＋1.17g＝2.34g
答：當廢液中兩種物質剛好消耗完畢時，所得溶液中氯化鈉的質量為2.34g。
點評：對于驗證型實驗探究，要熟記物質的性質或變化規律，根據給出的實驗設計方案，進行實驗、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實驗現象，來驗證該物質的性質或變化規律等；關于化學方程式的計算，要求學生要有較強的識圖能力和數據分析能力，解題的關鍵是根據圖像找出恰好完全反應時各物質的質量，再利用相關的化學反應方程式，并依據已知量對未知的應求量進行求解計算即可，對于反應后的溶質要注意其組成來自于兩部分。