Question

某化学课外小组为了探究CaCl₂溶液和Na₂SO₄溶液反应有没有限度，设计了如下活动过程，请完成表中空格：（已知CaSO₄在水中微溶，CaCO₃在水中难溶）

实验步骤	向3-4 mL  1 mol/L的CaCl2溶液中滴入1mol/L的Na2SO4溶液至反应完全
实验现象	_____________________
离子方程式	_________________
小组讨论 交流	向上述反应后的清液中滴入适量1mol/L的Na2CO3 溶液会出现什么现象
对于实验现象提出的假设，说明理由	假设：①_____________________、②_______________________ 理由：①__________________、②_____________________。
实验证明你的假设	现象：____________________________________。
离子方程式	_________________
解释	_________________

Answer

可观察到有白色沉淀产生 Ca2+ +SO42- =CaSO4↓ 没有现象产生 因为Ca2+ 已与SO42-反应，溶液中不再存在Ca2+ 有白色沉淀产生 因为生成的CaSO4 是微溶物，仍可电离出Ca2+ 产生白色沉淀 Ca2+ +CO32- =CaCO3 CaSO4沉淀在溶液中存在溶解平衡： CaSO4（s） Ca2+ （aq）+SO42- （aq），由于上层清液中仍有少量出的 Ca2+，故可与CO32-反应生成更难溶的沉淀，说明CaCl2溶液和Na2SO4溶液反应存在限度

【解析】

CaSO4在水中微溶，CaCl2溶液中滴入Na2SO4溶液生成沉淀CaSO4，反应后的溶液中存在难溶电解质的溶解平衡：CaSO4（s） Ca2+ （aq）+SO42- （aq），加入Na2CO3溶液会生成沉淀CaCO3，从可逆反应的特征和反应的限度解答本题。

（1）CaSO4在水中微溶，CaCl2溶液中滴入Na2SO4溶液生成沉淀CaSO4，可观察到有白色沉淀产生，反应的离子方程式为Ca2＋+SO42－=CaSO4↓；

（2）向上述反应后的清液中滴入适量1mol·L－1的Na2CO3溶液，如反应没有限度，Ca2＋沉淀完全，则无现象，如反应存在限度，溶液中尚有较多Ca2＋，则应生成白色沉淀CaCO3，提出实验假设：假设：①没有现象产生； ②有白色沉淀产生。理由：①因为Ca2+ 已与SO42-反应，溶液中不再存在Ca2+② 因为生成的CaSO4 是微溶物，仍可电离出Ca2+。

（3）CaCO3在水中难溶，反应后的清液中滴入适量1mol·L－1的Na2CO3溶液生成白色沉淀CaCO3，反应的离子方程式为Ca2＋+CO32－=CaCO3↓；

（4）解释：CaSO4沉淀在溶液中存在如下可逆反应： CaSO4（s） Ca2+ （aq）+SO42- （aq）由于上层清液中仍有少量出的 Ca2+，故可与CO32-反应生成更难溶的沉淀。说明CaCl2溶液和Na2SO4溶液反应存在限度。

故答案为：

实验步骤

向3——4 mL 1 mol/L的CaCl2溶液中滴入1mol/L的Na2SO4溶液

实验现象

可观察到有白色沉淀产生

离子方程式

Ca2+ +SO42- =CaSO4↓

小组讨论

交流

向上述反应后的清液中滴入适量1mol/L的Na2CO3 溶液会出现什么现象

对于实验现象提出的假设，说明理由

假设：①没有现象产生； ②有白色沉淀产生。

理由：①因为Ca2+ 已与SO42-反应，溶液中不再存在Ca2+② 因为生成的CaSO4 是微溶物，仍可电离出Ca2+。

实验证明你的假设

现象：产生白色沉淀

离子方程式

Ca2+ +CO32- =CaCO3

解释

CaSO4沉淀在溶液中存在如下可逆反应： CaSO4（s） Ca2+ （aq）+SO42- （aq）由于上层清液中仍有少量出的 Ca2+，故可与CO32-反应生成更难溶的沉淀，说明CaCl2溶液和Na2SO4溶液反应存在限度。