Question

某研究性學習小組用石灰石（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

解：（1）【提出猜想】鹽酸過量，反應后的溶液中的溶質有剩余的鹽酸和生成的氯化鈣；碳酸鈣過量，反應后的溶液中的溶質只有生成的氯化鈣；兩者剛好反應，反應后的溶液中的溶質只有生成的氯化鈣；由于碳酸鈣不溶于水，所以溶液中不會有碳酸鈣，故猜想二不成立；
【實驗探究】鹽酸可與鐵反應生成氫氣，故溶液中加入鐵粉有氣泡產生，說明溶液中含有鹽酸，猜想三成立；
【所以反思】①根據復分解反應發生的條件，總結出得到CaCl₂的不同途徑，可以是堿和鹽反應生成新堿和新鹽，因此M可能是Cu（OH）₂、Fe（OH）₃、Mg（OH）₂、Zn（OH）₂、Al（OH）₃、Fe（OH）₂等難溶性堿，也可能是堿和酸反應生成鹽和水，所以M還可能是H₂O；
②堿和酸或金屬氧化物與酸反應生成鹽和水，因此“YCl_n”屬于酸；
（2）①觀察圖象可知：廢液中的氯化鈣與碳酸鈉最多反應生成1.0g碳酸鈣
設氯化鈣的質量為x，同時生成氯化鈉的質量是y
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
111 100 117
x 1.0g y
= x=1.11g
= y=1.17g
②鹽酸與碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，當加入碳酸鈉溶液20.0g時，溶液中的鹽酸全部參加反應，溶質為反應生成的氯化鈉和溶液中未反應的物質氯化鈣；
設與鹽酸反應時，生成氯化鈉的質量為z
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106 117
20.0g×5.3% z
=
z=1.17g
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：1.17g+1.17g=2.34g
故答案為：
（1）【提出猜想】CaCl₂；CaCO₃不溶于水；
【實驗探究】三；
【實驗反思】①Cu（OH）₂（合理均可）；H₂O；②酸；
（2）①1.11g；②2.34g．
分析：（1）【提出猜想】根據鹽酸恰好完全反應或者反應物過量進行分析；根據碳酸鈣不溶于水，故猜想二不成立；
【實驗探究】鹽酸可與較活潑的金屬反應，根據實驗操作和現象得出結論；
【實驗反思】①根據復分解反應發生的條件，總結出得到CaCl₂的不同途徑，可以是堿和鹽反應生成新堿和新鹽，堿和酸反應生成鹽和水；
②根據金屬氧化物和酸反應生成鹽和水；
（2）①根據產生沉淀的質量，結合氯化鈣和碳酸鈉反應方程式計算廢液中氯化鈣的質量；
②碳酸鈉和氯化鈣反應生成的碳酸鈣可與鹽酸反應，所以只有當廢液中鹽酸消耗完畢，才會有沉淀生成，故鹽酸消耗了20.0g碳酸鈉溶液，據此計算生成氯化鈉的質量；再由沉淀質量計算生成氯化鈉的質量，二者的和就是所得溶液中氯化鈉的質量．
點評：本題主要考查化學反應中的物質成分的探究，解題時要結合復分解反應的原理和反應物的過量問題進行分析，此外還考查了含雜質物質的化學方程式計算和反應后溶質質量的計算，要結合反應原理和圖象細致分析，難度較大．