Question

12．某化學興趣小組的同學學習“滅火器原理”后，設計了如圖甲所示實驗，并對反應后瓶中殘留廢液進行探究．

【提出問題】廢液中所含溶質(zhì)是什么？【猜想與假設】
猜想1：廢液中的溶質(zhì)可能是NaCl、Na₂CO₃和HCl．猜想2：廢液中的溶質(zhì)只有NaCl．
猜想3：廢液中的溶質(zhì)是NaCl和HCl．猜想4：廢液中的溶質(zhì)是Na₂CO₃和NaCl．
【討論與交流】小明認為猜想1無需驗證就知道是錯誤的，他的理由是在溶液中Na₂CO₃和HCl不能共存．
【實驗與結論】
（1）小亮同學為驗證猜想2，取少量廢液裝入試管中，然后滴入酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)酚酞溶液不變色，于是小亮認為猜想2正確．你認為他的結論錯誤（填“正確”或“錯誤”），理由是溶液中的溶質(zhì)是NaCl和HCl時，滴加酚酞溶液也不變色．
（2）小美為驗證猜想3，用潔凈干燥的玻璃棒蘸取該溶液滴到濕潤的pH試紙上，測得pH=4，她認為猜想3正確．對她的操作方法、測量結果及結論的評價，正確的是B．
A．方法不正確，結果偏小，結論正確 B．方法不正確，結果偏大，結論正確
C．方法正確，結果偏大，結論正確   D．方法正確，結果偏小，結論不正確
【拓展與應用】
（1）若廢液中的溶質(zhì)是NaCl和HCl，根據(jù)HCl的性質(zhì)，無需另加試劑，只要對廢液進行蒸發(fā)操作即可從廢液中得到NaCl固體．此方法的缺點是揮發(fā)出的HCl氣體會污染空氣．
（2）向一定質(zhì)量CaCl₂和HCl的混合溶液中逐滴加入溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10.0%的Na₂CO₃溶液．反應過程中加入的Na₂CO₃溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀或氣體的質(zhì)量關系如圖乙，回答下列問題：①c點對應的溶液中溶質(zhì)為Na₂CO₃和NaCl；②x值為106g．

Answer 1

分析 【猜想與假設】根據(jù)碳酸鈉和鹽酸反應會生成氯化鈉、水和二氧化碳，兩者可能恰好完全反應，也可能其中一種過量進行分析；
【討論與交流】根據(jù)碳酸鈉能與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，二者不能共存進行分析；
【實驗與結論】（1）根據(jù)酚酞溶液不變色，只能說明廢液不顯堿性進行分析；
（2）根據(jù)使用pH試紙不能濕潤進行分析；
【拓展與應用】（1）根據(jù)除去氯化鈉中的氯化氫可用蒸發(fā)的方法，因為氯化氫是氣體溶質(zhì)，能揮發(fā)出來，不過氯化氫氣體有毒，能污染空氣進行分析；
（2）根據(jù)加入的碳酸鈉先與鹽酸反應，把鹽酸消耗完了，才開始與氯化鈣反應，開始生成沉淀，最后到達最高點說明已經(jīng)反應完了．

解答 解：【猜想與假設】碳酸鈉能與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，二者不能共存，根據(jù)反應物以及生成的物質(zhì)，可以對廢液中的溶質(zhì)進行猜想，如果Na₂CO₃過量，廢液中的溶質(zhì)是Na₂CO₃和NaCl；
【討論與交流】無需驗證的原因就是碳酸鈉和鹽酸能反應，不能同時存在于一種溶液中；
【實驗與結論】（1）滴入酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)酚酞溶液不變色，只能說明廢液不顯堿性，可能為NaCl或NaCl和HCl；
（2）在測定酸堿度時用濕潤的試紙的操作方法不正確，如果將試紙潤濕，則相當于向所測溶液中加入了水，從而會使所測得酸溶液的酸堿度偏大，但根據(jù)酸堿度為4判斷溶液為酸性的結論還是沒有錯誤的，故B正確；
【拓展與應用】（1）氯化氫是氣體溶質(zhì)，受熱后能從溶液中揮發(fā)出來，故可以用蒸發(fā)的方法，不過氯化氫氣體有毒，能污染空氣；
（2）Na₂CO₃會先于HCl，而后與CaCl₂反應
①c點表示Na₂CO₃已過量，溶液中含有Na₂CO₃和NaCl兩種溶質(zhì)；
②根據(jù)題意可知碳酸鈉先與鹽酸反應，再與氯化鈣反應，由圖示可知碳酸鈉與鹽酸反應生成氣體2.2g，碳酸鈉與氯化鈣反應，生成沉淀5.0g．設生成2.2g氣體所需的Na₂CO₃的質(zhì)量為y，生成沉淀5.0g所需Na₂CO₃的質(zhì)量為z，則
Na₂CO₃～CO₂↑
 106           44
  y           2.2g
$\frac{106}{y}=\frac{44}{2.2g}$
y=5.3g
Na₂CO₃～CaCO₃↓
106           100
 z              5.0g     
$\frac{106}{z}=\frac{100}{5.0g}$
z=5.3g
所以x=$\frac{5.3g+5.3g}{10.0%}$=106g．
故答案為：【猜想與假設】Na₂CO₃和NaCl；
【討論與交流】在溶液中Na₂CO₃和HCl不能共存；
【實驗與結論】（1）錯誤，溶液中的溶質(zhì)是NaCl和HCl時，滴加酚酞溶液也不變色；
（2）B；
【拓展與應用】（1）蒸發(fā)，揮發(fā)出的HCl氣體會污染空氣；
（2）①Na₂CO₃和NaCl；
②106．

點評 本題考查了碳酸鈉與鹽酸的反應以及碳酸鈉和氯離子的檢驗，可以依據(jù)碳酸鈉和鹽酸的性質(zhì)以及常見離子的檢驗方法進行．要知道碳酸鈉只有把鹽酸反應完了，才能與氯化鈣反應產(chǎn)生沉淀，因為如果碳酸鈉與氯化鈣先反應生成了碳酸鈣沉淀，也會被剩余的鹽酸溶解掉，將不會看到沉淀．