Question

15．某化學(xué)小組用石灰石（含雜質(zhì)SiO₂、CaO，還可能含有少量的Fe₂O₃）與足量的稀鹽酸制備二氧化碳?xì)怏w，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)廢液中的溶質(zhì)成分進(jìn)行探究（溶解于水中的氣體成分忽略不計(jì)）．
【提出問(wèn)題】廢液中的溶質(zhì)含有哪些物質(zhì)？
【查閱資料】
①SiO₂不溶于水，且不與稀鹽酸反應(yīng)．
②FeCl₃溶液遇到硫氰化鉀（KSCN）溶液能夠很靈敏的顯現(xiàn)出紅色．
③FeCl₃只能在較強(qiáng)的酸性溶液中存在，若pH＞3.8時(shí)，F(xiàn)eCl₃會(huì)完全與水發(fā)生反應(yīng)生
成Fe（OH）₃沉淀．
④已知反應(yīng)：CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl．
【假設(shè)猜想】
（1）該小組同學(xué)一致認(rèn)為廢液中一定含有CaCl₂，用化學(xué)方程式表示其原因是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，CaO+2HCl═CaCl₂+H₂O．
（2）結(jié)合以上資料，該小組同學(xué)作出以下三種合理的猜想
猜想1：溶質(zhì)只含有CaCl₂
猜想2：溶質(zhì)含有CaCl₂和HCl
猜想3：溶質(zhì)含有CaCl₂、HCl、FeCl₃
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
步驟1：取少量過(guò)濾后的廢液于試 管中，滴加溶液	溶液沒(méi)有變紅	廢液的溶質(zhì)中 不含F(xiàn)eCl3
步驟2：另取少量過(guò)濾后的廢液于試管中，加入過(guò)量的Na2CO3溶液		猜想2成立

【反思評(píng)價(jià)】
（1）上述步驟2中，小姚同學(xué)提出可以通過(guò)檢測(cè)廢液的pH來(lái)判斷是否含有HCl．你認(rèn)為該方案是否合理不合理，或合理，其原因是未考慮CaCl₂溶液的酸堿性，或氯化鈣溶液顯中性，鹽酸顯酸性．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后若要回收CaCl₂溶液，正確的操作是：向廢液中加入過(guò)量的碳酸鈣，過(guò)濾．

Answer 1

分析 【假設(shè)猜想】碳酸鈣能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，氧化鈣能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)論，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論可以判斷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
【反思評(píng)價(jià)】氯化鈣溶液顯中性，稀鹽酸顯酸性；
碳酸鈣不溶于水．

解答 解：【假設(shè)猜想】（1）該小組同學(xué)一致認(rèn)為廢液中一定含有CaCl₂，這是因?yàn)樘妓徕}能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，氧化鈣能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，CaO+2HCl═CaCl₂+H₂O．
故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，CaO+2HCl═CaCl₂+H₂O．
（2）猜想1：溶質(zhì)只含有CaCl₂
猜想2：溶質(zhì)含有CaCl₂和HCl
猜想3：溶質(zhì)含有CaCl₂、HCl、FeCl₃
故填：CaCl₂、HCl、FeCl₃．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下表所示：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
步驟1：取少量過(guò)濾后的廢液于試 管中，滴加硫氰化鉀溶液	溶液沒(méi)有變紅	廢液的溶質(zhì)中 不含F(xiàn)eCl3
步驟2：另取少量過(guò)濾后的廢液于試管中，加入過(guò)量的Na2CO3溶液	先產(chǎn)生氣泡，后產(chǎn)生沉淀	猜想2成立

【反思評(píng)價(jià)】（1）該方案不合理，這是因?yàn)槲纯紤]CaCl₂溶液的酸堿性；
或合理，這是因?yàn)槁然�鈣溶液顯中性，鹽酸顯酸性．
故填：不合理，或合理；未考慮CaCl₂溶液的酸堿性，或氯化鈣溶液顯中性，鹽酸顯酸性．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后若要回收CaCl₂溶液，正確的操作是：向廢液中加入過(guò)量的碳酸鈣，過(guò)濾即可得到氯化鈣溶液．
故填：碳酸鈣．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．