Question

15．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）溶液能够很灵敏的显现出红色．
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，用化学方程式表示其原因是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，CaO+2HCl═CaCl₂+H₂O．
（2）结合以上资料，该小组同学作出以下三种合理的猜想
猜想1：溶质只含有CaCl₂
猜想2：溶质含有CaCl₂和HCl
猜想3：溶质含有CaCl₂、HCl、FeCl₃
【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		猜想2成立

【反思评价】
（1）上述步骤2中，小姚同学提出可以通过检测废液的pH来判断是否含有HCl．你认为该方案是否合理不合理，或合理，其原因是未考虑CaCl₂溶液的酸碱性，或氯化钙溶液显中性，盐酸显酸性．
（2）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碳酸钙，过滤．

Answer 1

分析 【假设猜想】碳酸钙能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氧化钙能和稀盐酸反应生成氯化钙和水；
【实验验证】根据实验现象可以判断实验结论，根据实验结论可以判断实验现象；
【反思评价】氯化钙溶液显中性，稀盐酸显酸性；
碳酸钙不溶于水．

解答 解：【假设猜想】（1）该小组同学一致认为废液中一定含有CaCl₂，这是因为碳酸钙能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氧化钙能和稀盐酸反应生成氯化钙和水，反应的化学方程式为：
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，CaO+2HCl═CaCl₂+H₂O．
故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，CaO+2HCl═CaCl₂+H₂O．
（2）猜想1：溶质只含有CaCl₂
猜想2：溶质含有CaCl₂和HCl
猜想3：溶质含有CaCl₂、HCl、FeCl₃
故填：CaCl₂、HCl、FeCl₃．
【实验验证】实验过程如下表所示：

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，滴加硫氰化钾溶液	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	先产生气泡，后产生沉淀	猜想2成立

【反思评价】（1）该方案不合理，这是因为未考虑CaCl₂溶液的酸碱性；
或合理，这是因为氯化钙溶液显中性，盐酸显酸性．
故填：不合理，或合理；未考虑CaCl₂溶液的酸碱性，或氯化钙溶液显中性，盐酸显酸性．
（2）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碳酸钙，过滤即可得到氯化钙溶液．
故填：碳酸钙．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．