Question

20．甲、乙兩同學在學完酸的化學性質后，做了如下實驗：

【觀察與討論1】甲同學在做實驗時觀察到的明顯現象是懸濁液變澄清．再滴加無色酚酞溶液，無明顯現象（已知CaCl₂溶液呈中性）．
【觀察與討論2】乙同學在做實驗時開始沒有觀察到氣泡產生，于是對碳酸鈉能否與鹽酸反應表示懷疑．甲同學通過查閱資料得知：在碳酸鈉溶液中滴加很少量稀鹽酸時，先發生反應Na₂CO₃+HCl═NaCl+NaHCO₃，繼續滴加稀鹽酸，再發生反應NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．所以甲同學認為，乙同學實驗時還應繼續滴加稀鹽酸，才能觀察到有氣泡產生．
【觀察與討論3】甲同學先將廢液緩慢倒入一潔凈的廢液杯中，乙同學在觀察到氣泡產生后，也將實驗廢液緩慢倒入該廢液杯中，沒有觀察到明顯現象，為了處理實驗后產生的廢液，甲、乙同學決定對廢液杯中最終廢液溶質的成分進行探究，
（已知：CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl）
【提出問題】最終廢液中含有什么溶質？
【猜想與假設】猜想1：廢液中含有NaCl、CaCl₂（寫化學式）兩種溶質．
猜想2：廢液中含有NaCl、CaCl₂、HCl（寫化學式）三種溶質．
猜想3：廢液中含有NaHCO₃、CaCl₂、NaCl三種溶質．
【活動與探究】甲、乙同學為了驗證猜想，進行了如下實驗：
甲同學實驗：取少量廢液于試管中，向其中滴加鹽酸，無氣泡產生．
乙同學實驗：取少量廢液于試管中，向其中滴加紫色石蕊試液，溶液變紅色．
【結論與反思】（1）猜想2正確．
（2）要得到相同的結論，還可采用很多種方法．請你再選取一種與上述實驗不同方法來驗證該猜想（寫出所選試劑及相應的實驗現象）加入氧化鐵粉末，可觀察到溶液呈黃色．

Answer 1

分析 【觀察與討論1】根據氫氧化鈣和稀鹽酸反應能生成氯化鈣和水進行分析；
【觀察與討論2】根據只有當稀鹽酸足量時，碳酸鈉溶液才能夠和稀鹽酸反應生成二氧化碳進行分析；
【觀察與討論3】根據無論氫氧化鈣和稀鹽酸是否恰好完全反應，形成的溶液中一定含有氯化鈣進行分析；
根據無論碳酸鈉和稀鹽酸的質量如何，形成的溶液中一定含有氯化鈉進行分析；
【猜想與假設】如果物質之間恰好完全反應時，廢液中含有氯化鈣和氯化鈉；
如果稀鹽酸過量時，廢液中含有氯化鈣、氯化鈉和氯化氫；
如果稀鹽酸不足，廢液中含有碳酸氫鈉、氯化鈣和氯化鈉；
【結論與反思】根據實驗現象可以判斷廢液中溶質的組合情況；
根據氧化鐵和稀鹽酸反應生成氯化鐵和水，氯化鐵溶液是黃色的進行分析；

解答 解：【觀察與討論1】鹽酸和氫氧化鈣反應生成氯化鈣和水，所以甲同學在做實驗時觀察到的明顯現象是懸濁液變澄清；
【觀察與討論2】鹽酸足量，鹽酸和碳酸氫鈉反應會生成氯化鈉、水和二氧化碳，所以乙同學實驗時還應繼續加入稀鹽酸，才能觀察到有氣泡產生；
【觀察與討論3】無論氫氧化鈣和稀鹽酸是否恰好完全反應，形成的溶液中一定含有氯化鈣，所以甲同學的試管中廢液含有的溶質一定有氯化鈣，化學式是CaCl₂；
無論碳酸鈉和稀鹽酸的質量如何，形成的溶液中一定含有氯化鈉，所以乙同學的試管中廢液含有的溶質一定有氯化鈉，化學式是NaCl；
【猜想與假設】
如果物質之間恰好完全反應時，廢液中含有氯化鈣和氯化鈉，所以猜想1：廢液中含有CaCl₂、NaCl兩種溶質；
如果稀鹽酸過量時，廢液中含有氯化鈣、氯化鈉和氯化氫，所以猜想2：廢液中含有CaCl₂、NaCl、HCl三種溶質；
【活動與探究】
甲同學實驗：取少量廢液于試管中，向其中滴加鹽酸，無氣泡產生，說明溶液中不含有碳酸氫鈉；
乙同學實驗：取少量廢液于試管中，向其中滴加紫色石蕊試液，溶液變紅色，說明溶液中含有氯化氫．
【結論與反思】（1）由以上分析可知，猜想2正確；
（2）要得到相同的結論，還可采用很多種方法，如加入氧化鐵粉末，可觀察到溶液呈黃色，氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵和水，化學方程式為：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
故答案為：【觀察與討論1】懸濁液變澄清；
【觀察與討論2】繼續滴加稀鹽酸；
【猜想與假設】NaCl、CaCl₂，
NaCl、CaCl₂、HCl；
【結論與反思】2，黃，Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；

點評 實驗現象是物質之間相互作用的外在表現，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．