Question

20．学校实验室的废液缸中收集了学生在实验室制取CO₂后残留的废液．小红同学想探究废液中溶质的成分，请你一同参与探究并回答下列问题：
[提出问题]废液中的溶质是什么物质？
[做出猜想]小红认为废液中的溶质只有CaCl₂．
你认为还可能含有的溶质是HCl（填化学式）．
[查阅资料]CaCl₂溶液呈中性．
[实验与结论]
①小红取少量CaCl₂溶液和废液分别加入到2支试管中，并向其中分别滴入无色酚酞试液作对比实验，结果两试管中溶液均无色，于是小红认为自己的猜想是正确的．
②你认为小红的实验不能（填“能”或“不能”）证明他的猜想，理由是酚酞遇盐酸也不变色，无法确定是否含有HCl．
③如果要证明你的猜想是正确的，你选择的试剂是紫色石蕊试液（或碳酸钠溶液或较活泼的金属），实验中可以看到的现象是溶液变红（或有气泡产生）．
[拓展与应用]
①若实验证明你的猜想是正确的，想要处理废液只得到CaCl₂溶液，应向废液中加入过量的CaCO₃，发生化学方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，反应完成后过滤．
②通过以上探究，你认为实验室的废液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害是污染水体，腐蚀下水管道（写一条）．

Answer 1

分析 [做出猜想]根据实验室制取二氧化碳的反应所使用的药品，液体药品未完全反应时，废液中则会含有液体药品中的溶质；
[实验与结论]酚酞试液遇酸性溶液或中性溶液均不变色，所以，不能使用酚酞试液检验废液是否呈酸性或中性；而紫色石蕊遇酸性、碱性或中性溶液会呈现不同的颜色，在检验溶液酸碱性时，可选择紫色石蕊进行实验；
[拓展与应用]根据盐酸的性质及废液处理要求，可使用碳酸钙与废液中的盐酸继续反应以达到除去废液中盐酸而得到氯化钙溶液的目的；含有盐酸的废液如果直接倒入下水道会与铁质管道反应反应而损坏管道甚至造成水质污染．

解答 解：[做出猜想]实验室使用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应后的溶液除含有生成的氯化钙外，还可能含有过量的盐酸，因此，猜想废液中的溶质可能含有HCl；
故答案为：HCl；
[实验与结论]（2）酚酞试液只能遇碱性溶液变成红色，因此，使用酚酞试液不能检验废液中是否含有呈酸性的盐酸或中中性的氯化钙溶液；
故答案为：不能；酚酞遇盐酸也不变色，无法确定是否含有HCl；
（3）此色的石蕊试液遇酸变成红色，遇碱变成蓝色，而在中性溶液中仍呈紫色，因此，使用紫色石蕊试液可以检验废液中是否含有呈酸性的盐酸；根据盐酸的性质，也可以选择活泼金属单质或碳酸盐检验废液中是否含有盐酸；
故答案为：紫色石蕊试液（或碳酸钠溶液或较活泼的金属）；溶液变红（或有气泡产生）；
[拓展与应用]（1）废液中过量的盐酸可通过继续加入碳酸钙的方法而除去，把剩余的碳酸钙过滤除去即可使废液中只含有溶质氯化钙；发生化学方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）由于废液中的盐酸可与金属铁等反应，因此若把废液直接倒入下水道，则会造成下水道的铁制管道被腐蚀，同时造成水质被污染；
故答为：[作出猜想]HCl；
[实验与结论]②不能；酚酞遇盐酸也不变色，无法确定是否含有HCl；
③紫色石蕊试液（或碳酸钠溶液或较活泼的金属）；溶液变红（或有气泡产生）；
[拓展与应用]①CaCO₃；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
 ②污染水体，腐蚀下水管道．

点评 实验室使用石灰石或大理石反应制取二氧化碳，其中盐酸的性质有：可以使酸碱指示剂石蕊变红，可与活泼金属置换出氢气，可与金属氧化物发生复分解反应，可与碱发生中和反应，可与碳酸盐反应放出二氧化碳．