题目内容

【题目】某化学小组用石灰石(含杂质SiO2、CaO,还可能含有少量的Fe2O3)与足量的稀盐酸制备二氧化碳气体,实验结束后对废液中的溶质成分进行探究(溶解于水中的气体成分忽略不计)。

(提出问题)废液中的溶质含有哪些物质?

(查阅资料)

①SiO2不溶于水,且不与稀盐酸反应。

②FeCl3溶液遇到硫氰化钾(KSCN)溶液能够很灵敏地显现出红色。

③FeCl3只能在较强的酸性溶液中存在,若pH>3.8时,FeCl3会完全与水发生反应生成Fe(OH)3沉淀。

④已知反应:CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl。

(假设猜想)

(1)该小组同学一致认为废液中一定含有CaCl2,任用一个化学方程式表示其原因:_____。

(2)结合以上资料,该小组同学做出以下三种合理的猜想。

猜想1:溶质只有CaCl2。

猜想2:_____。

猜想3:溶质有CaCl2,HCl和FeCl3。

请写出猜想3中有HCl和FeCl3的依据分别是_____、_____。

(实验验证)

实验操作

实验现象

实验结论

步骤1:取少量过滤后的废液于试管中,滴加①_____溶液

溶液没有变红

废液的溶质中不含FeCl3

步骤2:另取少量过滤后的废液于试管中,加入过量的Na2CO3溶液

先有气泡冒出,然后②_____

猜想2成立

(反思评价)根据实验结论,实验结束后若要回收CaCl2溶液,正确的操作是向废液中加入过量的_____,过滤。

【答案】CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ 溶质有CaCl2、HCl 盐酸过量 石灰石中含有氧化铁 硫氰化钾 生成白色沉淀 碳酸钙

【解析】

(1)该小组同学一致认为废液中一定含有CaCl2,这是因为盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,和氧化钙反应生成氯化钙和水,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,CaO+2HCl═CaCl2+H2O。
故填:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。
(2)猜想1:碳酸钙中不含有氧化铁并且和稀盐酸恰好完全反应时溶质只有CaCl2。
猜想2:碳酸钙中不含有氧化铁并且盐酸过量时溶质是CaCl2、HCl。
猜想3:碳酸钙中含有氧化铁并且盐酸过量时溶质有CaCl2,HCl和FeCl3。
故填:溶质有CaCl2、HCl。
(3)猜想3中有HCl和FeCl3的依据分别是盐酸过量、石灰石中含有氧化铁。
故填:盐酸过量;石灰石中含有氧化铁。
(4)步骤1:取少量过滤后的废液于试管中,滴加硫氰化钾溶液,溶液没有变红,废液的溶质中不含FeCl3;故填硫氰化钾;
步骤2:另取少量过滤后的废液于试管中,加入过量的Na2CO3溶液,先有气泡冒出,然后产生白色沉淀,是因为碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,和氯化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠;故填生成白色沉淀;

(5)实验结束后若要回收CaCl2溶液,正确的操作是向废液中加入过量的碳酸钙,盐酸完全反应后过滤得到氯化钙溶液。
故填:碳酸钙。

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