Question

某化学兴趣活动小组的同学学习“灭火器原理”后，设计了如下图所示实验，并对反应后锥形瓶中残留废液进行探究．

[提出问题]
废液中所含溶质是什么物质？
[猜想与假设]
猜想（一）：废液中的溶质可能是NaCl、Na₂CO₃和HCl．
猜想（二）：废液中的溶质只有NaCl．
猜想（三）：废液中的溶质是NaCl和HCl．
猜想（四）：废液中的溶质是______．
[讨论与交流]
小明认为猜想（一）无需验证就知道是错误的．他的理由是______．
[实验与结论]
（1）为验证猜想（二），小强同学取少量废液装入试管中，然后滴入AgNO₃溶液，产生白色沉淀，滴加稀硝酸沉淀不溶解．于是小强认为猜想（二）正确．小强的实验______（填“能”或“不能”）验证猜想（二）的正确性，原因是______．
（2）小丽为验证猜想（三），选用大理石做试剂．若猜想（三）是正确的，验证时反应的化学方程式为______．
（3）若验证猜想（四）是否正确，下列试剂中可选用的有______（填序号）．
①氢氧化钠溶液②氯化钙溶液③稀盐酸④氯化钾溶液
[拓展与应用]
若废液中的溶质是NaCl和HCl，根据HCl的性质，无需另加试剂，只要对废液进行______操作即可从废液中得到NaCl固体．此方法的缺点是______．

Answer

猜想与假设：根据发生的反应，废液的可能组成是：①恰好完全反应，废液中的溶质只有氯化钠，②浓盐酸有剩余，废液中含有氯化钠和氯化氢，③碳酸钠有剩余，废液中含有碳酸钠和氯化钠．
讨论与交流：碳酸钠和盐酸能反应，不能同时存在于一种溶液中．
实验与结论：（1）验证一种物质是否存在，要排除其他物质的干扰，氯化钠和氯化氢都能使硝酸银产生白色沉淀．
（2）验证盐酸的存在时，可用碳酸盐，看是否放出气体．
（3）检验碳酸钠，即检验碳酸根的存在，可以把碳酸根转化为沉淀或气体来验证．
拓展与应用：除去氯化钠中的氯化氢可用蒸发的方法，因为氯化氢是气体溶质，能挥发出来，不过氯化氢气体有毒，能污染空气．
【解析】
[猜想与假设]：根据前面的猜想，可以考虑碳酸钠有剩余，故废液中含有碳酸钠和氯化钠．
[讨论与交流]：（一）无需验证的原因就是碳酸钠和盐酸能反应，不能同时存在于一种溶液中．
[实验与结论]：（1）氯化钠和氯化氢都能使硝酸银产生不溶于稀硝酸的白色沉淀．所以结论不准确．
（2）检验盐酸的时，可用碳酸盐，看是否放出气体．化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（3）检验碳酸钠时，可以用氯化钙溶液，能生成白色沉淀，也可以用稀盐酸，能放出气体．
[拓展与应用]：氯化氢是气体溶质，受热后能从溶液中挥发出来，故可以用蒸发的方法，不过氯化氢气体有毒，能污染空气．
故答案：[猜想与假设]：Na2CO3和NaCl
[讨论与交流]：在溶液中Na2CO3和HCl不能共存
[实验与结论]：（1）不能，溶液中若有HCl，遇AgNO3溶液也能产生不溶于稀HNO3的白色沉淀．
（2）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．
（3）②③．
[拓展与应用]：蒸发，挥发出的HCl气体会污染空气．