Question

5．某實驗小組的同學在做酸堿中和反應的實驗時，向燒杯中的氫氧化鈣溶液中加入一定量的稀鹽酸后，發現忘記了滴加酸堿指示劑．因此，他們停止滴加稀鹽酸，并對燒杯中溶液的溶質成分進行探究．
【提出問題】該燒杯中溶液的溶質是什么？
【猜想】猜想一：只有CaCl₂；猜想二：CaCl₂和HCl；猜想三：含有CaCl₂和Ca（OH）₂；猜想四：含有
CaCl₂、HCl和Ca（OH）₂．
同學們討論后一致認為猜想四不合理，理由是稀鹽酸與氫氧化鈣在溶液中不能共存．
【查閱資料】氯化鈣溶液呈中性
【進行實驗】同學們設計可如下不同的實驗方案，證明猜想二是成立的．請你幫他們填寫有關實驗步驟或實驗現象．

方案	實驗步驟	實驗現象
方案一	取少量溶液于試管中，滴加紫色石蕊溶液	紫色石蕊溶液變紅色
方案二	取少量氧化銅粉末于試管中，加入一定量的燒杯中的溶液	黑色粉末逐漸溶解，溶液變藍色
方案三	取少量燒杯內溶液于另一支試管中，加入碳酸鈉溶液等	產生氣泡

【反思交流】
要使燒杯內溶液的溶質只含CaCl₂，需要除去雜質，其中的一種方法是向燒杯中加入過量的碳酸鈣，然后過濾，該除雜原理用化學方程式表示為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 【猜想】向燒杯中的氫氧化鈣溶液中加入一定量的稀鹽酸后，氫氧化鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣和水，發現忘記了滴加酸堿指示劑，兩者可能恰好完全反應，也可能是稀鹽酸過量，也可能是氫氧化鈣有剩余，進行分析解答．
【進行實驗】實驗目的是驗證證明猜想二是成立的，即驗證溶液中含有稀鹽酸．結合紫色石蕊溶液遇酸性溶液變紅，遇堿性溶液變藍，酸能與金屬氧化物、活潑金屬、碳酸鹽等反應，進行分析解答．
【反思交流】要使燒杯內溶液的溶質只含CaCl₂，需要除去雜質，即除去稀鹽酸，結合除雜質題至少要滿足兩個條件：①加入的試劑只能與雜質反應，不能與原物質反應；②反應后不能引入新的雜質，進行分析解答．

解答 解：【猜想】向燒杯中的氫氧化鈣溶液中加入一定量的稀鹽酸后，氫氧化鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣和水，發現忘記了滴加酸堿指示劑，兩者可能恰好完全反應，也可能是稀鹽酸過量，也可能是氫氧化鈣有剩余，則猜想二可能是CaCl₂和HCl．
同學們討論后一致認為猜想四不合理，是因為稀鹽酸與氫氧化鈣在溶液中不能共存．
【進行實驗】實驗目的是驗證證明猜想二是成立的，即驗證溶液中含有稀鹽酸．
方案一：取少量溶液于試管中，稀鹽酸顯酸性，滴加紫色石蕊溶液，會觀察到紫色石蕊溶液變紅色．
方案二：取少量氧化銅粉末于試管中，加入一定量的燒杯中的溶液，氧化銅能與稀鹽酸反應生成氯化銅和水，會觀察到黑色粉末逐漸溶解，溶液變藍色．
方案三：取少量燒杯內溶液于另一支試管中，現象為產生氣泡，結合稀鹽酸能與碳酸鈉溶液、鋅粒等反應生成氣體，則加入的可能是碳酸鈉溶液或鋅粒等．
【反思交流】要使燒杯內溶液的溶質只含CaCl₂，需要除去雜質，即除去稀鹽酸，可加入過量的碳酸鈣，碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，然后過濾，該除雜原理用化學方程式表示為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
故答案為：【猜想】CaCl₂和HCl；稀鹽酸與氫氧化鈣在溶液中不能共存；
【進行實驗】

方案	實驗步驟	實驗現象
方案一	取少量溶液于試管中，滴加紫色石蕊溶液	紫色石蕊溶液變紅色
方案二	取少量氧化銅粉末于試管中，加入一定量的燒杯中的溶液	黑色粉末逐漸溶解，溶液變藍色
方案三	取少量燒杯內溶液于另一支試管中，加入 碳酸鈉溶液等	產生氣泡

【反思交流】碳酸鈣；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．

點評 本題難度不大，考查溶液成分的實驗探究，熟練掌握中和反應的原理、酸的化學性質、化學方程式的書寫方法等并能靈活運用是正確解答本題的關鍵．