Question

【题目】某小组同学用盐酸和氢氧化钙对酸和碱的中和反应进行探究，请你参与。

甲同学向盛有氢氧化钙溶液的烧杯中加入盐酸，无明显现象。结论：两种物质未发生反应。

乙同学向盛有氢氧化钙溶液（滴有几滴酚酞溶液）的试管中慢慢滴加盐酸，溶液由 ① 色变为无色。结论：两种物质发生了反应。反应的化学方程式为 ② 。

大家认为乙的实验证明盐酸与氢氧化钙发生了中和反应。并对甲的实验继续探究。

[提出问题]甲实验后的溶液中有什么溶质？

[作出猜想]猜想一，只有CaCl2；猜想二，有CaCl2和Ca(OH)2；猜想三，有CaCl2和HCl。

[实验探究]为验证猜想，丙同学设计了方案1和方案2，并按方案进行实验。

[实验结论]丙认为猜想三正确。

[实验评价]丙的实验操作和方案中有不足之处，其不足之处是 ③ 。

大家讨论后通过方案3即证明了猜想三正确，其实验中应观察到的现象为 ④ 。

[实验拓展]为节约资源和避免实验废液对环境污染，小组同学将方案1和方案3及甲实验后烧杯中剩余溶液混合（混合时未见明显现象），并对混合液中的盐分离回收。请将相关内容填入下表。

Answer 1

【答案】①红 ②Ca(OH)2+2HCl= CaCl2+2H2O ③方案1中pH试纸的操作不对；方案2中加入AgNO3溶液产生白色沉淀说明溶液中有Cl-，并不能说明溶液中一定有CaCl2 ④先有气体产生，后有白色沉淀产生

【解析】由于氢氧化钙与盐酸发生的中和反应无明显现象，因此可借助酚酞试液充当该反应的“裁判”，先向氢氧化钙溶液中滴加无色酚酞试液，溶液会变成红色，然后再向变红的氢氧化钙溶液中滴加稀盐酸，当溶液由红色恰好变为无色时，表明氢氧化钙与盐酸恰好完全中和，反应的化学方程式为：Ca(OH)2+2HCl= CaCl2+2H2O；方案1中，将pH试纸直接浸入待测液中的操作不正确，这样会导致pH试纸因浸泡而发生颜色的变化，增大测量误差；方案2中，能够与AgNO3溶液发生化学反应产生白色沉淀的物质可以是HCl，也可以是氯化物（即溶液中有Cl-的物质），因此并不能得出溶液中一定有CaCl2的实验结论；另外，也可用向样品溶液中加碳酸钠溶液的方法，验证甲实验后的溶液中含有CaCl2和HCl（猜想三），若先有气体产生，后有白色沉淀产生[Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑、CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl]，则可证明猜想三正确；方案1所得溶液与甲实验后烧杯中剩余的溶液的成分一致（含有CaCl2和HCl），方案3将CaCl2和HCl转化NaCl，则将以上溶液混合后，溶液中含有的盐是CaCl2和NaCl，可通过向其中加入适量Na2CO3的方法，将其中的CaCl2先全部转化为碳酸钙沉淀和NaCl，经过滤、蒸发可得到NaCl；然后向滤渣中加入稀盐酸（CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑），将CaCO3全部转化为CaCl2，从而实现两种盐的分离。