Question

15．小鵬與小明做完酸、堿、鹽相關性質實驗后，很感興趣地把稀硫酸、氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液混合一起，看到有大量氣泡生成．他們對反應后溶液中溶質的成分很好奇，請你與他們一起進行探究．
【提出問題】反應后溶液中溶質的成分是什么？
【猜想假設】猜想①：Na₂SO₄、Na₂CO₃；猜想②：Na₂SO₄、Na₂CO₃、NaOH：猜想③：Na₂SO₄、H₂SO₄、Na₂CO₃；猜想④：Na₂SO₄、H₂SO₄；猜想⑤：Na₂SO₄
上述猜想中，你認為不合理的是猜想③（填序號）．
【實驗探究】
（1）小鵬取少量該溶液于試管中，向其中滴加無色酚酞溶液，發現溶液顏色不變，據此，他認為猜想⑤是正確的．你認為他的結論是不合理（填“合理”或“不合理”）的，理由是無色酚酞試液遇酸性或中性溶液均不變色．
（2）小明向盛有少量氧化銅粉末的試管中加入適量該溶液，振蕩，溶液變藍．該反應的化學方程式是CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．
【實驗結論】根據上述實驗探究，你認為猜想④（填序號）是正確的．
【拓展應用】
（1）工廠與實驗室的酸性廢水必須處理至中性再排放，這樣做的意義是防止污染水體（或防止腐蝕鐵質下水道等）．（答一點即可）．
（2）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是否過量．
（二）某混合物中含有碳酸鈣和氯化鈣，取該混合物6g，向其中加入一定質量的質量分數為10%的稀鹽酸，恰好完全反應，產生2.2g氣體．（假設氣體全部逸出）．試計算所加鹽酸溶液的質量？

Answer 1

分析 【猜想假設】
根據碳酸鈉和硫酸能反應，不能共存解答；
【實驗探究】
（1）根據硫酸鈉溶液和硫酸溶液，不能使無色酚酞變色解答；
（2）稀硫酸的溶液顯酸性，能和氧化銅反應，溶液變藍，說明溶液中有硫酸并寫出化學方程式；
【實驗結論】碳酸鈉的溶液顯堿性，稀硫酸的溶液顯酸性，滴加無色酚酞，發現溶液顏色無變化，排除①②，向盛有少量氧化銅粉末的試管中加入適量該溶液，振蕩，溶液變藍，排除⑤；
【拓展應用】根據酸堿反應解答．
（二）根據生成二氧化碳的質量可以求出氯化氫的質量，從而可以計算稀鹽酸的質量．

解答 解：
【猜想假設】
稀硫酸、氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液混合一起反應時，如果稀硫酸滴加過快，稀硫酸和碳酸鈉反應，開始也會產生氣泡，有二氧化碳生成，有可能沒把氫氧化鈉消耗完，稀硫酸已經沒有了，故②合理；碳酸鈉和硫酸能反應，不能共存，故③不合理；
【實驗探究】
（1）取少量該溶液于試管中，向其中滴加無色酚酞，發現溶液顏色無變化，說明溶液中無碳酸鈉和氫氧化鈉，故④⑤都符合，因此小鵬的結論是不合理，理由是④Na₂SO₄、H₂SO₄也不能使無色酚酞變色；
（2）向盛有少量氧化銅粉末的試管中加入適量該溶液，振蕩，溶液變藍．說明溶液中有硫酸，反應的化學方程式為：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O；
【實驗結論】碳酸鈉的溶液顯堿性，稀硫酸的溶液顯酸性，滴加無色酚酞，發現溶液顏色無變化，排除①②，向盛有少量氧化銅粉末的試管中加入適量該溶液，振蕩，溶液變藍，排除⑤；故④是正確的；
【拓展應用】
（1）實驗室的酸性廢水必須處理至中性再排放可以減少水的污染．
（2）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是否過量
（二）設氯化氫的質量為x
 CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
       73              44
       x             2.2g
$\frac{73}{x}=\frac{44}{2.2g}$
x=3.65g
所加稀鹽酸的質量=$\frac{3.65g}{10%}$=36.5g
答案：
（一）【猜想假設】③
【實驗探究】不合理　  無色酚酞試液遇酸性或中性溶液均不變色
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
【實驗結論】④
【拓展應用】（1）防止污染水體（或防止腐蝕鐵質下水道等）   （2）反應物是否過量
（二）所加鹽酸溶液的質量為36.5g

點評 本題主要考查化學實驗方案的設計與評價，根據物質的性質和物質間的反應規律，學會運用猜想與事實驗證的方法和技巧處理實驗問題．