Question

【题目】自热火锅带有一个发热包(主要成分是生石灰)，遇到水后在3~5秒钟内即可升温，温度可达150℃以上，蒸汽温度达200℃，最长保温时间可达3小时。自热火锅的发热过程无任何污染，成本低廉，但有一定的安全隐患。某校化学兴趣小组对一包久置的发热包成分进行了探究。

（猜想与假设）

猜想1:发热包成分为CaO和Ca(OH)2；

猜想2:发热包成分为Ca(OH)2和CaCO3；

猜想3:发热包成分为CaCO3；

猜想4:……

（进行实验）

实验操作	实验现象	实验结论
1.取少量样品于试管中，加适量水，振荡，手触摸试管外壁后，滴加几滴酚酞溶液	________	猜想2正确
2.另取少量样品于另一试管中，滴加足量的稀盐酸	_____

操作2中发生的其中一个反应的化学方程式为____。

（继续探究）将实验后的废液倒入洁净的废液缸中，观察到溶液呈无色，该烧杯中的液体能否直接倒入下水道？同学们对其中的溶质成分继续进行了如下探究。

（猜想与假设）

猜想1：废液的溶质是CaCl2；

猜想2:废液的溶质是CaCl2、HCl；

猜想3:废液的溶质是CaCl2、Ca(OH)2。

你认为上述哪个猜想不合理？理由是____。为进一步确定该溶液的成分，小组成员继续设并完成了如下实验：

（设计实验）

实验操作	实验现象	实验结论
取少量废液于试管中，向其中加入	______	猜想2正确

（表达与交流）应向废液中加入适量____后再排放。

（反思与评价）如果废液不经过处理就排放,会造成的影响是____。

Answer 1

【答案】试管外壁不发热，溶液变为红色 有气泡产生 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑[或Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O] 猜想3不合理，溶液呈无色，说明无Ca(OH)2，否则溶液为红色 紫色石蕊溶液(或锌粒或铁钉，合理即可)溶液变红(或加入锌粒时，固体逐渐溶解并有气泡产生或加入铁钉时，固体逐渐溶解并有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色，与实验操作对应即可) 熟石灰(合理即可) 废液腐蚀下水道，造成水体污染，破坏环境(合理即可)

【解析】

[进行实验]实验结论是猜想2正确，猜想2的成分是氢氧化钙和碳酸钙。则可以逆向推测出，将该粉末放入试管后，触摸外壁，无明显温度变化，且溶液变红。因为氢氧化钙的水溶液显碱性，且溶解无明显吸放热现象。若有明显的放热现象，可能含有氧化钙，若溶液不变红，则不含有氢氧化钙。并且向试管中加入盐酸后，氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水。所以能观察到的现象是有气泡产生。故答案为：试管外壁不发热，溶液变为红色、有气泡产生、CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（或Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O）；

[猜想与假设]因为实验后的废液溶液呈无色，且溶液中含有酚酞试液，则证明该溶液不呈碱性，则不可能含有氢氧化钙。所以猜想3错误。故答案为：猜想3不合理，溶液呈无色，说明无Ca(OH)2，否则溶液为红色；

[设计实验]猜想2中含有盐酸和氯化钙。滤液中一定含有氯化钙，所以通过验证溶液中是否含有盐酸就可以证明猜想2是否正确。根据酸的化学性质可知，可以加入紫色石蕊试液，若溶液变红，则猜想2成立。或加入活泼金属单质，若有气泡产生，则猜想2成立。或加入金属氧化物，若观察到金属氧化物逐渐溶液，则猜想2成立。或加入难溶性的碱，若观察到难溶碱溶解，则猜想2成立。或加入碳酸盐，若观察到有气泡产生，则证明猜想2成立。故答案为：紫色石蕊溶液（或锌粒或铁钉，合理即可），溶液变红（或加入锌粒时，固体逐渐溶解并有气泡产生或加入铁钉时，固体逐渐溶解并有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色，与实验操作对应即可）；

[表达与交流]废液中含有一定量的酸，若直接排放可能会造成水体污染。可以加入一定量的碱，如熟石灰，中和过量的酸。故答案为：熟石灰；

[反思与评价]如果废液不经过处理，直接排放到下水道，由于废液显酸性，可能会腐蚀下水道的金属材料，也会导致水体污染等情况。故答案为：废液腐蚀下水道，造成水体污染，破坏环境（合理即可）。