Question

20．为探究氢氧化钙溶液和稀盐酸反应所得溶液中溶质的成分，同学们通过测定了反应后溶液的pH，得到了如图所示的pH曲线，请回答：

（1）由图1可知该实验操作是将稀盐酸滴加到另一种溶液中；
（2）该反应的化学方程式为Ca（OH）₂+2HCl═CaCl₂+2H₂O；
（3）实验过程中，取a、b、c三处反应后的溶液于三个烧杯中，但是忘了做标记，同学们通过设计方案（不再用测定pH的方法），探究三种样品分别属于哪处溶液．
【查阅资料】CaCl₂溶液显中性，CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl．
【探究过程】
①分别取少量样品于三支试管中，加入酚酞试液，观察到其中一支试管内出现溶液由无色变成红色的现象．结论：该样品是a处溶液．
②为进一步确定b或c处溶液，又设计了如表方案：

实验步骤	实验现象	实验结论
另取余下样品少量于两支试管中，分别滴加足量的Na2CO3溶液．	①只产生白色沉淀	该样品为b处溶液．
	②先产生气泡，后产生白色沉淀	该样品为c处溶液，并推知溶液中的阳离子有Ca2+、H+

（4）如图2，同学们做甲、乙、两个中和反应实验的探究．
①甲实验恰好中和，则该溶液中的溶质是CaCl₂（化学式）．
②取乙反应后的溶液60.0g，滴加质量分数26.5%的Na₂CO₃溶液，如图2丙，溶液pH的变化如图3，请计算该溶液中CaCl₂的溶质质量分数18.5%（写出计算过程，精确到0.1%）．

Answer 1

分析 （1）根据溶液的pH变化情况来分析；
（2）考虑酸碱中和生成盐和水，根据反应原理来书写；
（3）根据溶液的酸碱性以及碳酸钠的化学性质来分析．物质之间发生化学反应时，可能恰好完全反应，也可能有的反应物有剩余；合理设计实验，通过实验现象可以判断物质的组成情况．
（4）①根据盐酸和氢氧化钙的反应进行分析；
②反应后的溶液是氯化钙溶液，和碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀，根据化学反应方程式进行分析计算；

解答 解：（1）由图象可知，该溶液的pH由大到小，说明是向碱溶液中滴加酸，故填：稀盐酸；
（2）因为氢氧化钙与稀盐酸反应生成氯化钙和水；故其化学方程式为：Ca（OH）₂+2HCl═CaCl₂+2H₂O；
（3）【探究过程】
①根据图可知：a处的溶液显碱性，加入酚酞试液，观察到其中一支试管内出现溶液由无色变成红色的现象；故填：溶液由无色变成红色；
②根据图可知：b处溶液为氢氧化钙与稀盐酸恰好反应，生成氯化钙中性溶液；而c处的溶液显酸性，溶液中的溶质是氯化钙和氯化氢，其中的阳离子是钙离子和氢离子，溶液显酸性，加入碳酸钠后，先与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，当盐酸完全反应后再与氯化钙反应生成白色沉淀；
故答案为：

实验步骤	实验现象	结论
	只产生白色沉淀
	先产生气泡，后产生白色沉淀	Ca2+、H+

（4）①盐酸和氢氧化钙的反应生成氯化钙和水，恰好中和后，溶液中的溶质只有氯化钙，故答案为：CaCl₂；
②由图可知，碳酸钠溶液的量到70g时，反应正好完成；氯化钙和碳酸钠的反应生成碳酸钙和水，据题意，设参加反应的CaCl₂的质量为x，则
CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl    
111     106
 x     40g×26.5%
则$\frac{111}{x}=\frac{106}{40g×26.5%}$，解得：x=11.1g
该CaCl₂溶液的溶质质量分数为：$\frac{11.1g}{60g}$×100%≈18.5% 
故答案为：
（1）稀盐酸；（2）Ca（OH）₂+2HCl═CaCl₂+2H₂O；
（3）①溶液由无色变成红色．②

实验步骤	实验现象	实验结论
	只产生白色沉淀
	先产生气泡，后产生白色沉淀	Ca2+、H+．

（4）①CaCl₂．②18.5%．

点评 本题考查了碱的化学性质，学生应熟悉碱的通性，并能利用信息结合碱的性质来解决问题，（1）中反应与图象相结合，明确图象中曲线的变化是解答的关键．