Question

今天是實(shí)驗(yàn)室開放日，小明、小軍、小紅一起到化學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)，他們看到實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有兩瓶沒有標(biāo)簽的無色溶液，老師告訴他們，其中一瓶是稀鹽酸，另一瓶是石灰水，他們決定用不同的方案對(duì)這兩種溶液進(jìn)行鑒別：
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
小明準(zhǔn)備用無色酚酞溶液；
小紅提議可用碳酸鈉溶液來鑒別；
小軍想分別將一支盛有二氧化碳?xì)怏w的試管，分別倒扣在盛有這兩種溶液的燒杯中，如圖1所示．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
（1）小明、小紅分別將這兩種溶液分別各取2mL，裝在兩支試管中，他們將試管依次編號(hào)為①～④號(hào)，小軍取這兩種溶液各30mL，分別倒入兩個(gè)小燒杯中，再在編號(hào)為⑤、⑥號(hào)的兩支集滿二氧化碳的氣體；
（2）各自按自己的思路進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象如下：試管①中液體由無色變?yōu)榧t色，試管③中液體變渾濁，試管⑥中液面上升．
（3）三位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)后，將試管中的物質(zhì)倒入同一個(gè)廢液缸中，發(fā)現(xiàn)廢液為無色透明．
【分析與計(jì)算】
（1）試管①中所盛的液體為______．
（2）試管④中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______．
（3）試管⑥還能觀察到的現(xiàn)象是______．
（4）廢液缸中除了酚酞、水以外，一定存在的物質(zhì)有______，（填化學(xué)式）為進(jìn)一步確定該廢液是否存在鹽酸，小紅又設(shè)計(jì)并完成如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
取少量該溶液，向其中加入______	______	廢液中存在鹽酸

為避免污染環(huán)境，化學(xué)興趣小組對(duì)該廢液的成分進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
取出廢液缸中廢液共14.6g，向其中加入適量的水，向溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.12%的碳酸鈉溶液．所得溶液的pH與加入的碳酸鈉溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖2所示：
Ⅰ、通過圖2可知，當(dāng)碳酸鈉溶液質(zhì)量加到10g時(shí)，廢液中溶質(zhì)為______（填化學(xué)式）．
Ⅱ、原廢液中氯化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？

Answer 1

解：（1）由于石灰水顯堿性，能使無色酚酞溶液變紅色，所以，試管①中所盛的液體為石灰水；
（2）由于碳酸鈉溶液能與石灰水反應(yīng)生成沉淀，所以，試管③中盛放的是石灰水，則試管④中盛放的是鹽酸．鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)的方程式是：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O；
（3）由于二氧化碳與石灰水反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水，所以，試管⑥能觀察到的現(xiàn)象是：液面上升，無色溶液變渾濁；
（4）由于石灰水能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水，碳酸鈉很鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、二氧化碳和水，又由于混合后的溶液無色透明，所以，碳酸鈉與石灰水不能反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀．所以，廢液缸中除了酚酞、水以外，一定存在的物質(zhì)有CaCl₂、NaCl，為了證明溶液中還含有鹽酸，可向溶液中加入少量的碳酸鈉，有氣泡生成，證明了溶液中含有鹽酸．
Ⅰ、由圖2可知，當(dāng)碳酸鈉溶液質(zhì)量加到10g時(shí)，廢液中PH為7，說明了溶液呈中性，溶液中不含有石灰水、鹽酸、碳酸鈉，溶液中的溶質(zhì)是CaCl₂、NaCl．
Ⅱ、設(shè)14.6g廢液中含有氯化氫的質(zhì)量為X
碳酸鈉的質(zhì)量為：10g×2.12%=0.212g
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
106 73
0.212g X
解得：X=0.146g
原廢液中氯化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=1%
故答為：（1）石灰水；（2）Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O；（3）無色液體變渾濁；（4）CaCl₂、NaCl，碳酸鈉，有氣泡生成，ⅠCaCl₂、NaCl，Ⅱ1%．
分析：（1）根據(jù)石灰水顯堿性，能使無色酚酞溶液變紅色分析；
（2）根據(jù)碳酸鈉溶液能與石灰水反應(yīng)生成沉淀分析；
（3）根據(jù)二氧化碳能與石灰水反應(yīng)分析；
（4）根據(jù)石灰水、鹽酸、碳酸鈉的性質(zhì)以及混合后的溶液無色透明分析廢液中存在的物質(zhì)，根據(jù)鹽酸與碳酸鈣的反應(yīng)驗(yàn)證溶液中是否存在鹽酸；
Ⅰ觀察圖示，根據(jù)當(dāng)碳酸鈉溶液質(zhì)量加到10g時(shí)，溶液的PH分析溶液中的溶質(zhì)；
Ⅱ根據(jù)碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的方程式，由碳酸鈉的質(zhì)量可求出14.6g廢液中鹽酸的質(zhì)量，繼而求出廢液中原廢液中氯化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
點(diǎn)評(píng)：本題的綜合性較強(qiáng)，主要考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)綜合分析和解決實(shí)際問題的能力．增加了學(xué)生分析問題的思維跨度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識(shí)的能力．