Question

4．某實驗小組的同學用氫氧化鈣溶液和鹽酸進行酸堿中和反應的實驗時，向燒杯中的氫氧化鈣溶液加入稀鹽酸一會后，發現忘記了滴加指示劑．因此，他們停止滴加稀鹽酸，并對燒杯內溶液中的溶質成分進行探究．
Ⅰ．寫出該中和反應的化學方程式：Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O．
Ⅱ．探究燒杯內溶液中溶質的成分．
【提出問題】該燒杯內溶液中的溶質是什么？
【猜想】猜想一：可能是CaCl₂和Ca（OH）₂；猜想二：可能只有CaCl₂；猜想三：可能是CaCl₂和HCl．
【查閱資料】氯化鈣溶液呈中性．
【進行實驗】
實驗步驟：取少量燒杯內溶液于試管中，滴入幾滴酚酞溶液，振蕩
實驗現象：溶液無明顯變化（或溶液不變紅色），結論：猜想一不正確
實驗步驟：實驗步驟取少量燒杯內溶液于另一支試管中，逐滴加入碳酸鈉溶液至過量
實驗現象：先有氣體產生，后產生沉淀，結論：猜想二不正確，猜想三正確
【反思與拓展】
（1）在分析化學反應后所得物質成分時，除考慮生成物外還需考慮反應物的用量．
（2）根據所學化學知識，驗證燒杯內溶液中的溶質含有HCl，除以上方案外，下列哪些物質單獨使用也能完成該實驗？ac（填序號）
a．pH試紙     b．銅     c．紫色石蕊溶液       d．硝酸銀溶液
（3）要處理燒杯內溶液，使其溶質只含有CaCl₂，應向燒杯中加入過量的碳酸鈣．

Answer 1

分析 I、根據氫氧化鈣和鹽酸反應生成氯化鈣和水進行分析；
【猜想】根據反應的程度進行猜想：恰好反應、一種物質完全反應，另一種物質有剩余進行分析；
【進行實驗】根據酚酞遇堿變紅，在中性和堿性環境中不變色來進行解答；
【反思與拓展】（1）根據實驗的結論進行反思；
（2）根據鹽酸的化學性質和氯化鈣中也含有氯離子進行分析；
（3）根據除雜的原則進行分析解答．

解答 解：Ⅰ、氫氧化鈣和鹽酸反應生成了氯化鈣和水，化學方程式為：Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O；
Ⅱ、【猜想】反應可能是恰好反應，只有氯化鈣（猜想二）、也可能是一種物質完全反應，另一種物質有剩余，若氫氧化鈣過量，則含有氫氧化鈣和氯化鈣（猜想一）；若鹽酸過量，則含有鹽酸和氯化鈣（猜想三）；
【進行實驗】因為酚酞遇堿會變紅色，而結論是猜想一不正確，即不含有氫氧化鈣，故觀察到的現象是溶液無明顯變化（或溶液不變紅色）；
根據結論猜想二不正確，猜想三正確，即含有鹽酸和氯化鈣，其中的氯化鈣溶液可以和碳酸鈉溶液反應生成沉淀，稀鹽酸和碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體，因為碳酸鈣在鹽酸存在的情況下不能以沉淀的形式析出，故碳酸鈉先和鹽酸反應產生氣泡，再和氯化鈣反應產生沉淀；
【反思與拓展】（1）因為可能是完全反應，也可能是一種反應物過量，所以在分析化學反應后所得物質成分時，除考慮生成物外還需考慮：反應物的用量；
（2）因為燒杯內溶液中的溶質含有HCl顯酸性，故用pH試紙測定pH應該小于7，能夠使紫色的石蕊試液變成紅色，但不能和排在氫后面的銅反應，雖然能夠和硝酸銀反應產生沉淀，但由于其中的氯化鈣也能夠和硝酸銀產生相同的現象，不能選擇，故選：ac；
（3）處理燒杯內溶液，使其溶質只含有CaCl₂，碳酸鈣和鹽酸反應會生成氯化鈣、水和二氧化碳，所以應向燒杯中加入過量的：碳酸鈣．
故答案為：I、Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O；
【猜想】可能是CaCl₂和HCl；
【進行實驗】溶液無明顯變化（或溶液不變紅色）；先有氣體產生，后產生沉淀；
【反思與拓展】（1）反應物的用量；
（2）ac；
（3）石灰石（或CaCO₃）．

點評 本題考查了酸堿中和反應以及實驗設計的能力．設計實驗時，可以從反應后的產物和其有關的性質著手；注意氯化鈣中的鹽酸只能用碳酸鈣除去．