Question

【題目】某化學課外小組為了探究CaCl2溶液和Na2SO4溶液反應有沒有限度，設計了如下活動過程，請完成表中空格：（已知CaSO4在水中微溶，CaCO3在水中難溶）

實驗步驟	向3-4 mL 1 mol/L的CaCl2溶液中滴入1mol/L的Na2SO4溶液至反應完全
實驗現象	_____________________
離子方程式	_________________
小組討論 交流	向上述反應后的清液中滴入適量1mol/L的Na2CO3 溶液會出現什么現象
對于實驗現象提出的假設，說明理由	假設：①_____________________、②_______________________ 理由：①__________________、②_____________________。
實驗證明你的假設	現象：____________________________________。
離子方程式	_________________
解釋	_________________

Answer 1

【答案】可觀察到有白色沉淀產生 Ca2+ +SO42- =CaSO4↓ 沒有現象產生 因為Ca2+ 已與SO42-反應，溶液中不再存在Ca2+ 有白色沉淀產生 因為生成的CaSO4 是微溶物，仍可電離出Ca2+ 產生白色沉淀 Ca2+ +CO32- =CaCO3 CaSO4沉淀在溶液中存在溶解平衡： CaSO4（s） Ca2+ （aq）+SO42- （aq），由于上層清液中仍有少量出的 Ca2+，故可與CO32-反應生成更難溶的沉淀，說明CaCl2溶液和Na2SO4溶液反應存在限度

【解析】

CaSO4在水中微溶，CaCl2溶液中滴入Na2SO4溶液生成沉淀CaSO4，反應后的溶液中存在難溶電解質的溶解平衡：CaSO4（s） Ca2+ （aq）+SO42- （aq），加入Na2CO3溶液會生成沉淀CaCO3，從可逆反應的特征和反應的限度解答本題。

（1）CaSO4在水中微溶，CaCl2溶液中滴入Na2SO4溶液生成沉淀CaSO4，可觀察到有白色沉淀產生，反應的離子方程式為Ca2＋+SO42－=CaSO4↓；

（2）向上述反應后的清液中滴入適量1mol·L－1的Na2CO3溶液，如反應沒有限度，Ca2＋沉淀完全，則無現象，如反應存在限度，溶液中尚有較多Ca2＋，則應生成白色沉淀CaCO3，提出實驗假設：假設：①沒有現象產生； ②有白色沉淀產生。理由：①因為Ca2+ 已與SO42-反應，溶液中不再存在Ca2+② 因為生成的CaSO4 是微溶物，仍可電離出Ca2+。

（3）CaCO3在水中難溶，反應后的清液中滴入適量1mol·L－1的Na2CO3溶液生成白色沉淀CaCO3，反應的離子方程式為Ca2＋+CO32－=CaCO3↓；

（4）解釋：CaSO4沉淀在溶液中存在如下可逆反應： CaSO4（s） Ca2+ （aq）+SO42- （aq）由于上層清液中仍有少量出的 Ca2+，故可與CO32-反應生成更難溶的沉淀。說明CaCl2溶液和Na2SO4溶液反應存在限度。

故答案為：

實驗步驟	向3——4 mL 1 mol/L的CaCl2溶液中滴入1mol/L的Na2SO4溶液
實驗現象	可觀察到有白色沉淀產生
離子方程式	Ca2+ +SO42- =CaSO4↓
小組討論 交流	向上述反應后的清液中滴入適量1mol/L的Na2CO3 溶液會出現什么現象
對于實驗現象提出的假設，說明理由	假設：①沒有現象產生； ②有白色沉淀產生。 理由：①因為Ca2+ 已與SO42-反應，溶液中不再存在Ca2+② 因為生成的CaSO4 是微溶物，仍可電離出Ca2+。
實驗證明你的假設	現象：產生白色沉淀
離子方程式	Ca2+ +CO32- =CaCO3
解釋	CaSO4沉淀在溶液中存在如下可逆反應： CaSO4（s） Ca2+ （aq）+SO42- （aq）由于上層清液中仍有少量出的 Ca2+，故可與CO32-反應生成更難溶的沉淀，說明CaCl2溶液和Na2SO4溶液反應存在限度。