28.(2020·益阳)实验室中,小阳同学用一定量生石灰处理含有盐酸的废液,充分反应后得到无色溶液

28.(2020·益阳)实验室中,小阳同学用一定量生石灰处理含有盐酸的废液,充分反应后得到无色溶液,现邀请大家对该无色溶液中溶质成分进行探究,请你参与并完成相关问题。
【提出问题】小阳同学处理废液后所得无色溶液中溶质成分是什么?
【查阅资料】CaCl2溶液显中性
【猜想与假设】同学们通过讨论,提出了以下三种猜想。
猜想①溶质为CaCl2
猜想②溶质为CaCl2和HCl
猜想③(1)溶质为_______
【实验探究】三组同学分别取适量无色溶液进行探究。


组次

实验操作

实验现象与结论

小组同学相互评价

第1组

 

试管内溶液仍为无色,第1组同学认为猜想①成立

第2组同学认为此方案结论不正确,(2)因为此方案只能确定猜想_________不成立。

第2组

 

(3)试管内产生的现象是__________,第2组同学认为猜想②成立。

第1组同学认为此方案结论正确,但若不猜想②成立,用此方案无法区分猜想①和③

第3组

………….

……….

大家一致认为此方案能一次性确定哪一个猜想成立,且操作简便。

(4)你认为第3组同学的实验方案可能是______________________________。
【实验总结】综合上述实验探究情况,大家一致认为小阳同学处理的废液还不合格,直接倒入下水道会造成铸铁管道腐蚀等,所以需将废液进一步处理后再排放。
【拓展提升】含有盐酸的废液除了可以用生石灰处理外,(5)还可以从下列试剂中选择适量________(填字母代号)处理达标后排放。
a.木炭   b.熟石灰   c.大理石
答案】(1) CaCl2和Ca(OH)2    (2) ③    (3) 有气泡生成   
 (4) 向无色溶液中滴加少量酚酞和Na2CO3的混合溶液    (5) bc

解析】[猜想与假设](1)该实验是确定处理后的溶液中的溶质,操作是将CaO加入HCl溶液中,可能存在的关系有三种:CaO恰好完全反应,此时溶质为CaCl2;CaO少量,溶质为CaCl2和HCl;CaO过量,此时HCl已反应完,过量的CaO会和溶液中的水反应生成Ca(OH)2,此时的溶质为CaCl2和Ca(OH)2
[实验探究](2)酚酞溶液在酸性或中性中不变色,实验一只能确定无色溶液是不是显碱性,而不能确定溶液是酸性还是中性,所以该实验只能确定无色溶液的溶质不为猜想③;
(3)根据实验结论得知,无色溶液的溶质为CaCl2和HCl,加入的Na2CO3与HCl反应生成CO2,所以根据实验与结论可知现象为有气体生成;
(4)要能确定三种猜想到底是哪种,需要选择一种试剂与无色溶液反应,每个猜想所对应的现象均不同,这样就可以确定无色溶液溶质的组成。实验一可以确定猜想③不存在,实验二可以确定猜想②存在,因此可将酚酞试剂和Na2CO3溶液混合后滴加进无色溶液中。若是猜想①,则溶液由红色变无色同时生成沉淀;若是猜想②,则溶液由红色变无色同时生成气体;若是猜想③,则只生成沉淀,溶液仍是红色;
[拓展提升](5)选择除去盐酸的试剂时,需要与HCl反应,且生成物无污染,木炭不与HCl反应,不可使用;Ca(OH)2与HCl生成CaCl2和H2O,无污染,可以使用;CaCO3与HCl生成CO2、CaCl2和H2O,无污染,可以使用。

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