Question

17．甲、乙两同学在学完酸的化学性质后，做了如图实验：

【观察与讨论1】甲同学在做实验时观察到的明显现象是悬浊液变澄清．再滴加无色酚酞溶液，无明显现象（已知CaCl₂溶液呈中性）．
【观察与讨论2】乙同学在做实验时开始没有观察到气泡产生，于是对碳酸钠能否与盐酸反应表示怀疑．甲同学通过查阅资料得知：在碳酸钠溶液中滴加少量稀盐酸，先发生反应Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃，继续滴加稀盐酸，再发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑．所以甲同学认为，乙同学实验时还应继续加入稀盐酸，才能观察到有气泡产生．
【观察与讨论3】甲同学先将废液缓慢倒入一洁净的废液杯中，乙同学在观察到气泡产生后，也将实验废液缓慢倒入该废液杯中，没有观察到明显现象．经过讨论确定，甲同学的试管中废液含有的溶质一定有CaCl₂，乙同学的试管中废液含有的溶质一定有NaCl（均写化学式）．
为了处理实验后产生的废液，甲、乙同学决定对废液杯中最终废液溶质的成分进行探究．
【提出问题】最终废液中含有什么溶质？
【猜想与假设】猜想1：废液中含有NaCl、CaCl₂（写化学式）两种溶质．
猜想2：废液中含有NaCl、CaCl₂、HCl（写化学式）三种溶质．
猜想3：废液中含有NaHCO₃、CaCl₂、NaCl三种溶质．
【活动与探究】甲、乙同学为了验证猜想，进行了如下实验：
甲同学实验：取少量废液于试管中，向其中滴加盐酸，无气泡产生．
乙同学实验：取少量废液于试管中，向其中滴加紫色石蕊试液，溶液变红色．
【结论与反思】（1）猜想2  （填“1”或“2”或“3”）正确．
要得到相同的结论，还可采用很多种方法．如加入氧化铁粉末，可观察到溶液呈黄 色，该反应的化学方程式为Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O．
【表达与交流】甲、乙同学确认了最终废液中溶质的成分，若直接排放，可能造成的危害是腐蚀下水道，你认为处理该废液的方法是将废液用熟石灰中和至中性再排放．

Answer 1

分析 【观察与讨论1】根据氢氧化钙和稀盐酸反应能生成氯化钙和水进行分析；
【观察与讨论2】根据只有当稀盐酸足量时，碳酸钠溶液才能够和稀盐酸反应生成二氧化碳进行分析；
【观察与讨论3】根据无论氢氧化钙和稀盐酸是否恰好完全反应，形成的溶液中一定含有氯化钙进行分析；
根据无论碳酸钠和稀盐酸的质量如何，形成的溶液中一定含有氯化钠进行分析；
【猜想与假设】如果物质之间恰好完全反应时，废液中含有氯化钙和氯化钠；
如果稀盐酸过量时，废液中含有氯化钙、氯化钠和氯化氢；
如果稀盐酸不足，废液中含有碳酸氢钠、氯化钙和氯化钠；
【结论与反思】根据实验现象可以判断废液中溶质的组合情况；
根据氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水，氯化铁溶液是黄色的进行分析；
【表达与交流】根据酸性溶液能够腐蚀下水道，需要处理再排放进行分析．

解答 解：【观察与讨论1】盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，所以甲同学在做实验时观察到的明显现象是悬浊液变澄清；
【观察与讨论2】盐酸足量，盐酸和碳酸氢钠反应会生成氯化钠、水和二氧化碳，所以乙同学实验时还应继续加入稀盐酸，才能观察到有气泡产生；
【观察与讨论3】无论氢氧化钙和稀盐酸是否恰好完全反应，形成的溶液中一定含有氯化钙，所以甲同学的试管中废液含有的溶质一定有氯化钙，化学式是CaCl₂；
无论碳酸钠和稀盐酸的质量如何，形成的溶液中一定含有氯化钠，所以乙同学的试管中废液含有的溶质一定有氯化钠，化学式是NaCl；
【猜想与假设】
如果物质之间恰好完全反应时，废液中含有氯化钙和氯化钠，所以猜想1：废液中含有CaCl₂、NaCl两种溶质；
如果稀盐酸过量时，废液中含有氯化钙、氯化钠和氯化氢，所以猜想2：废液中含有CaCl₂、NaCl、HCl三种溶质；
【活动与探究】
甲同学实验：取少量废液于试管中，向其中滴加盐酸，无气泡产生，说明溶液中不含有碳酸氢钠；
乙同学实验：取少量废液于试管中，向其中滴加紫色石蕊试液，溶液变红色，说明溶液中含有氯化氢．
【结论与反思】（1）由以上分析可知，猜想2正确；
（2）要得到相同的结论，还可采用很多种方法，如加入氧化铁粉末，可观察到溶液呈黄色，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，化学方程式为：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
【表达与交流】若直接排放废液，可能造成的危害是腐蚀下水道等；处理该废液的方法是：将废液中和至中性再排放．
故答案为：【观察与讨论1】悬浊液变澄清；
【观察与讨论2】继续滴加稀盐酸；
【观察与讨论3】CaCl₂，NaCl；
【猜想与假设】NaCl、CaCl₂，
NaCl、CaCl₂、HCl；
【结论与反思】2，黄，Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；
【表达与交流】腐蚀下水道，将废液用熟石灰中和至中性再排放．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．