Question

【題目】某小組同學用鹽酸和氫氧化鈣對酸和堿的中和反應進行探究，請你參與。

甲同學向盛有氫氧化鈣溶液的燒杯中加入鹽酸，無明顯現象。結論：兩種物質未發生反應。

乙同學向盛有氫氧化鈣溶液（滴有幾滴酚酞溶液）的試管中慢慢滴加鹽酸，溶液由 ① 色變為無色。結論：兩種物質發生了反應。反應的化學方程式為 ② 。

大家認為乙的實驗證明鹽酸與氫氧化鈣發生了中和反應。并對甲的實驗繼續探究。

[提出問題]甲實驗后的溶液中有什么溶質？

[作出猜想]猜想一，只有CaCl2；猜想二，有CaCl2和Ca(OH)2；猜想三，有CaCl2和HCl。

[實驗探究]為驗證猜想，丙同學設計了方案1和方案2，并按方案進行實驗。

[實驗結論]丙認為猜想三正確。

[實驗評價]丙的實驗操作和方案中有不足之處，其不足之處是 ③ 。

大家討論后通過方案3即證明了猜想三正確，其實驗中應觀察到的現象為 ④ 。

[實驗拓展]為節約資源和避免實驗廢液對環境污染，小組同學將方案1和方案3及甲實驗后燒杯中剩余溶液混合（混合時未見明顯現象），并對混合液中的鹽分離回收。請將相關內容填入下表。

Answer 1

【答案】①紅 ②Ca(OH)2+2HCl= CaCl2+2H2O ③方案1中pH試紙的操作不對；方案2中加入AgNO3溶液產生白色沉淀說明溶液中有Cl-，并不能說明溶液中一定有CaCl2 ④先有氣體產生，后有白色沉淀產生

【解析】由于氫氧化鈣與鹽酸發生的中和反應無明顯現象，因此可借助酚酞試液充當該反應的“裁判”，先向氫氧化鈣溶液中滴加無色酚酞試液，溶液會變成紅色，然后再向變紅的氫氧化鈣溶液中滴加稀鹽酸，當溶液由紅色恰好變為無色時，表明氫氧化鈣與鹽酸恰好完全中和，反應的化學方程式為：Ca(OH)2+2HCl= CaCl2+2H2O；方案1中，將pH試紙直接浸入待測液中的操作不正確，這樣會導致pH試紙因浸泡而發生顏色的變化，增大測量誤差；方案2中，能夠與AgNO3溶液發生化學反應產生白色沉淀的物質可以是HCl，也可以是氯化物（即溶液中有Cl-的物質），因此并不能得出溶液中一定有CaCl2的實驗結論；另外，也可用向樣品溶液中加碳酸鈉溶液的方法，驗證甲實驗后的溶液中含有CaCl2和HCl（猜想三），若先有氣體產生，后有白色沉淀產生[Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑、CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl]，則可證明猜想三正確；方案1所得溶液與甲實驗后燒杯中剩余的溶液的成分一致（含有CaCl2和HCl），方案3將CaCl2和HCl轉化NaCl，則將以上溶液混合后，溶液中含有的鹽是CaCl2和NaCl，可通過向其中加入適量Na2CO3的方法，將其中的CaCl2先全部轉化為碳酸鈣沉淀和NaCl，經過濾、蒸發可得到NaCl；然后向濾渣中加入稀鹽酸（CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑），將CaCO3全部轉化為CaCl2，從而實現兩種鹽的分離。