Question

18．某研究性学习小组设计除去锅炉水垢（CaCO₃、Mg（OH）₂、CaSO₄）的实验，查找各物质的溶解度数据如下．

化学式	CaSO4	CaCO3	Ca（OH）2	CaCl2
溶解度/g	0.21 微溶	＜0.01	0.077	74.5

设计流程如下（所加的试剂均过量）：

（1）操作Ⅰ的名称是过滤．
（2）溶液Ⅰ和溶液Ⅲ都含有的溶质是HCl、CaCl₂．
（3）写出发生在上述过程中符合“盐+酸=另一种盐+另一种酸”特征的反应方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O．
写出反应Ⅱ的离子方程式CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃+SO₄^2-．
（4）上述过程中哪一步反应是利用了上述溶解度表设计的B．
A．反应ⅠB．反应ⅡC．反应Ⅲ
（5）溶液Ⅱ中的含氧酸根的检验方法是：取少量溶液II，先加盐酸无现象，再加氯化钡生成白色沉淀，则证明含硫酸根离子．

Answer 1

分析 由物质的溶解度及设计实验可知，加盐酸，CaCO₃、Mg（OH）₂均溶于盐酸，则操作I为过滤得到固体I为CaSO₄，溶液I中含CaCl₂、MgCl₂，固体I中加碳酸钠，发生沉淀的转化生成碳酸钙和硫酸钠，则溶液II为硫酸钠，固体II为碳酸钙，再加盐酸得到溶液Ⅲ中含CaCl₂，以此来解答．

解答 解：由物质的溶解度及设计实验可知，加盐酸，CaCO₃、Mg（OH）₂均溶于足量盐酸，则操作I为过滤得到固体I为CaSO₄，溶液I中含HCl、CaCl₂、MgCl₂，固体I中加碳酸钠，发生沉淀的转化生成碳酸钙和硫酸钠，则溶液II为硫酸钠，固体II为碳酸钙，再加足量盐酸得到溶液Ⅲ中含HCl、CaCl₂，
（1）由上述分析可知，操作Ⅰ的名称是过滤，故答案为：过滤；
（2）溶液Ⅰ和溶液Ⅲ都含有的溶质是HCl、CaCl₂，故答案为：HCl、CaCl₂；
（3）上述过程中符合“盐+酸=另一种盐+另一种酸”特征的反应方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O，反应Ⅱ的离子方程式为CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃+SO₄^2-，
故答案为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃+SO₄^2-；
（4）由上述分析可知，反应II发生沉淀的转化，利用上述溶解性表格中的数据，故答案为：B；
（5）溶液II为硫酸钠，检验硫酸根离子的方法为取少量溶液II，先加盐酸无现象，再加氯化钡生成白色沉淀，则证明含硫酸根离子，
故答案为：取少量溶液II，先加盐酸无现象，再加氯化钡生成白色沉淀，则证明含硫酸根离子．

点评 本题考查混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，把握物质的性质、实验流程及发生的反应为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度不大．