某化学兴趣小组的同学在进行微专题复习时,围绕酸、碱中和反应这一主题展开了深度学习。请你参与其中,按要求回答问题和开展探究。
(1)下列选项的应用与中和反应的原理无关的是____。
A 使用浓硫酸干燥CO2气体
B 使用熟石灰改良酸性土壤
C 服用含有Al(OH)3的药物治疗胃酸过多症
D 利用氢氧化钠溶液洗涤石油产品中的残余硫酸
(2)某工厂化验室用10%的氢氧化钠溶液洗涤一定量石油产品中的残余硫酸,共消耗氢氧化钠溶液80g,洗涤后的溶液呈中性。这一定量石油产品中含硫酸的质量是_____g。
(3)做酸碱中和反应实验时,向烧杯内的氢氧化钙溶液中加入一定量的稀盐酸后,发现忘记了滴加酸碱指示剂。因此,他们停止滴加稀盐酸,并对烧杯中溶液的溶质成分进行探究。
【提出问题】该烧杯中溶液的溶质是什么?
【猜想】猜想一:只含有CaCl2
猜想二:含有CaC12、HCl和Ca(OH)2
猜想三:含有CaCl2和Ca(OH)2
猜想四:含有______。
同学们讨论后一致认为猜想二不合理,理由是____。
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【进行实验】同学们设计了如下不同的实验方案,证明猜想四是成立的。
请帮他们填写有关实验步骤和实验现象。
方案 | 实验步骤 | 实验现象 |
一 | 取少量烧杯中的溶液于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液。 | ___ |
二 | 将一颗生锈铁钉放入另一支试管中,取一定量烧杯中的溶液加入其中。 | _____ |
三 | 另取少量烧杯中的溶液于第三支试管中,加入_____ | 产生气泡 |
【反思与拓展】①要使烧杯内溶液的溶质只含有CaCl2,需要除去杂质,其中的一种方法是向烧杯中加入过量的某种物质,然后过滤,该除杂原理用化学方程式表示为_____。
②为了验证猜想三中不含有Ca(OH)2,小智的方案是:取少量烧杯中溶液于试管中,滴入几滴酚酞溶液,振荡,观察到酚酞溶液不变色,即说明猜想三不正确。你还有什么方案,请说出一种:___。
③结合下图,分析HCl和NaOH反应的实质:______。
(1). A (2).
(3). CaCl2、HCl (4). 稀盐酸与氢氧化钙在溶液中不能共存,要发生反应 (5). 紫色石蕊溶液变红色 (6). 铁锈逐渐消失,溶液变黄色 (7). 镁或碳酸钠溶液(合理即可) (8). CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ (9). 取少量烧杯中的溶液于试管中,加入碳酸钠溶液,观察到没有沉淀产生,则溶液中不含氢氧化钙 (10). H+和OH-结合生成水
【解析】
氢氧化钙与稀盐酸反应生成氯化钙和水,两者可能恰好完全反应,也可能是稀盐酸过量,也可能是氢氧化钙有剩余,进行分析解答。实验目的是验证证明猜想四是成立的,即验证溶液中含有稀盐酸,结合紫色石蕊溶液遇酸性溶液变红,遇碱性溶液变蓝,酸能与金属氧化物、活泼金属、碳酸盐等反应,进行分析解答。要使烧杯内溶液的溶质只含CaCl2,需要除去杂质,即除去稀盐酸,结合除杂质题至少要满足两个条件:加入的试剂只能与杂质反应,不能与原物质反应;反应后不能引入新的杂质。要证明不含氢氧化钙,利用碳酸钠溶液可以和氢氧化钙反应产生沉淀的原理分析。结合图分析HCl和NaOH反应的实质,进行分析解答。
【详解】(1)A、浓硫酸具有吸水性,且不与二氧化碳反应,符合题意;
B、熟石灰为氢氧化钙,属于碱,用于改良酸性土壤属于酸和碱的反应,不符合题意;
C、氢氧化铝属于碱,胃酸的成分主要是盐酸,属于酸和碱的反应,不符合题意;
D、氢氧化钠属于碱,硫酸属于酸,氢氧化钠与硫酸的反应属于中和反应,不符合题意。故选A。
(2)设含硫酸的质量为x,
解得
,则这一定量石油产品中含硫酸的质量是9.8g;
(3)猜想:向烧杯中的氢氧化钙溶液中加入一定量的稀盐酸后,氢氧化钙与稀盐酸反应生成氯化钙和水,发现忘记了滴加酸碱指示剂,两者可能恰好完全反应,也可能是稀盐酸过量,也可能是氢氧化钙有剩余,则猜想四可能是CaCl2和HCl;
同学们讨论后一致认为猜想二不合理,是因为稀盐酸与氢氧化钙在溶液中不能共存,要发生反应;
进行实验:实验目的是验证证明猜想四是成立的,即验证溶液中含有稀盐酸;
方案一:取少量溶液于试管中,稀盐酸显酸性,滴加紫色石蕊溶液,会观察到紫色石蕊溶液变红色;
方案二:将一颗生锈铁钉放入另一支试管中,取一定量烧杯中的溶液加入其中,氧化铁能与稀盐酸反应生成氯化铁和水,会观察到铁锈逐渐消失,溶液变黄色;
方案三:和盐酸反应能产生气体的物质可以是活泼金属如镁等、碳酸盐如碳酸钠溶液等,所以可以加入镁或碳酸钠溶液等;
反思交流:①要使烧杯内溶液的溶质只含CaCl2,需要除去杂质,即除去稀盐酸,可加入过量的碳酸钙,碳酸钙不溶于水,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,然后过滤,该除杂原理用化学方程式表示为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
②猜想三不正确,即不含有Ca(OH)2,碳酸钠溶液可以和氢氧化钙反应产生沉淀,则可以取少量烧杯中的溶液于试管中,加入碳酸钠溶液,观察到没有沉淀产生,则溶液中不含氢氧化钙;
③结合图分析HCl和NaOH反应的实质:HCl在水中会解离出的H+和NaOH在水中会解离出的OH-,结合生成水。