科学城中学的另一化学兴趣小组用石灰石(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还进行了探究(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)
该小组同学一致认为废液中除含有CaCl2外,还作出以下三种合理的猜想。
猜想1:溶质只有CaCl2
猜想2:溶质有CaCl2和HCl
猜想3:溶质有CaCl2,HCl和FeCl3
请写出猜想3中有FeCl3的依据_______(用化学方程式表示)。
(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,小明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,其原因是_______。
(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_______,过滤。
学习酸碱盐知识后,同学们知道碳酸钠溶液与氢氧化钙溶液能发生反应,可观察到溶液变浑浊。甲组同学进行如图所示的实验,却未观察到预期现象。
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(提出问题)未观察到浑浊的原因是什么?
(猜想和假设)
①与氢氧化钙溶液的浓度有关。若使用更大浓度的氢氧化钙溶液,会迅速产生浑浊。
②与碳酸钠溶液的浓度有关。若使用更大浓度的碳酸钠溶液,会迅速产生浑浊。经讨论,同学们认为猜想①不合理,其理由是_______。
(进行实验)乙组同学针对猜想②进行实验。
实验目的 | 实验操作 | 实验现象 | |
探究猜想② | 取4支试管,向其中分别加入…… | 碳酸钠溶液浓度/% | 是否浑浊 |
10 | 不浑浊 | ||
5 | 不浑浊 | ||
1 | 浑浊 | ||
0.5 | 浑浊 |
(解释与结论)
(1)补全上述实验操作“……”部分:取4支试管,向其中分别加入2mL,浓度为10%,5%,1%,0.5%的碳酸钠溶液,再分别滴加_______。
(2)氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液混合出现浑浊的化学方程式是_______。
(3)乙组实验证明:猜想②_____(填“成立”或“不成立”)。理由是_______。
(实验反思)
(4)丙组同学对乙组所做实验中未出现浑浊的原因进行探究。设计了多组实验,其中部分同学的实验过程及结果如下:
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丙组同学的实验结论是_______。
(5)依据乙、丙两组的实验探究,丁组同学仍使用甲组的仪器和药品对甲组实验进行了改进,当滴入几滴某溶液后,溶液迅速变浑浊。其实验操作是_______