Question

学习小组用石灰石（杂质不溶于水，不和盐酸反应）和稀盐酸制取二氧化碳
(1)对反应后溶液中的溶质进行了如下探究：
[提出猜想]猜想一：__________   猜想二：CaCl₂和CaCO₃    猜想三：CaCl₂和HCl
通过讨论，大家认为“猜想二”不成立，理由是__________________________。
[实验探究]

操作	现象	结论
溶液中加入少量铁粉	有气泡冒出	猜想__________成立

实验反思：①实验结束后，同学们根据复分解反应发生的条件，总结出得到CaCl₂的不同途径，如：Ca（OH）₂+ZCl_n→CaCl₂+M，那么M可能是_________或____________。（填不同类别的物质）CaO+YCl_n→CaCl₂+H₂O，则“YCl_n”属于_________类物质。（填“酸”、“碱”或“盐”)
（2）若猜想三成立，现欲对废液进行处理，某同学做了如下实验：取废液20g于烧杯中，逐滴滴
入溶质质量分数为5．3％的碳酸钠溶液至过量，滴入碳酸钠溶液的质量与生成沉淀的质量
的变化 关系如图所示。求：

①废液中氯化钙的质量_________。
②当废液中两种物质刚好消耗完毕时，所得溶液中氯化钠的质量。

Answer 1

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

试题分析：⑴[提出猜想]根据题意可知，石灰石（杂质不溶于水，不和盐酸反应）和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体（逸出），故反应后溶液中的溶质中一定含有生成的氯化钙，若二者恰好完全反应，则只生成氯化钙；若盐酸过量，则可能还含有盐酸；结合题意可知，猜想一为CaCl₂；
由于探究的是反应后溶液中的溶质，而CaCO₃不溶于水，不可能为溶质，故“猜想二”不成立。
[实验探究]根据反应现象“溶液中加入少量铁粉，有气泡冒出”可知，该溶液中含有酸，故猜想三成立。
实验反思：根据复分解反应发生的条件，结合氢氧化钙的化学性质分析可知，若要Ca(OH)₂+ZCl_n→CaCl₂+M的反应能成立，则M要么是Z(OH)₂沉淀，要么是水，故该反应可能是碱和盐的反应，生成新碱（沉淀）和新盐，因此M可能是Cu(OH)₂、Fe(OH)₂、Mg(OH)₂、Zn(OH)₂、Al(OH)₃、Fe(OH)₃等难溶性碱，则Z可能是CuCl₂、FeCl₂、MgCl₂、ZnCl₂、AlCl₃、FeCl₃中的一种；也有可能是酸和碱的反应，生成盐和水，故Z可能是盐酸。
根据金属氧化物与酸反应能生成盐和水，结合CaO+YCl_n→CaCl₂+H₂O，可知YCl_n属于酸。
（2）①由图中数据可知，开始加入碳酸钠溶液，并没有沉淀生成，说明是碳酸钠溶液先与盐酸反应，而CaCl₂尚未反应；当碳酸钠溶液滴加至20g时，碳酸钠与盐酸恰好完全反应；继续滴加碳酸钠溶液，碳酸钠才与氯化钙反应，生成碳酸钙沉淀和氯化钠；且二者恰好完全反应时，生成碳酸钙沉淀1g。
设废液中氯化钙的质量为x
CaCl₂＋Na₂CO₃＝CaCO₃↓＋2NaCl
111           100
x             1g
111：100= x：1g
解得x＝1.11g
答：废液中氯化钙的质量为1.11g。
②由于废液中的两种物质都能与碳酸钠溶液反应，都能生成氯化钠，故当废液中两种物质刚好消耗完毕时，所得溶液中的氯化钠的质量等于两个反应生成的氯化钠的质量和。
设与氯化钙反应生成的氯化钠的质量为y
CaCl₂＋Na₂CO₃＝CaCO₃↓＋2NaCl
100       117
1g        y
100：117=1g：y
解得，y＝1.17g
设与盐酸反应生成的氯化钠的质量为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，氯化钠的总质量=1.17g＋1.17g＝2.34g
答：当废液中两种物质刚好消耗完毕时，所得溶液中氯化钠的质量为2.34g。
点评：对于验证型实验探究，要熟记物质的性质或变化规律，根据给出的实验设计方案，进行实验、分析和探究，并通过观察、记录和分析的实验现象，来验证该物质的性质或变化规律等；关于化学方程式的计算，要求学生要有较强的识图能力和数据分析能力，解题的关键是根据图像找出恰好完全反应时各物质的质量，再利用相关的化学反应方程式，并依据已知量对未知的应求量进行求解计算即可，对于反应后的溶质要注意其组成来自于两部分。