20 ．某校学生用盐酸和碳酸钙制备 CO ₂ ，产生了大量废液。兴趣小组通过以下探究确定废液处理方案。

（ 1 ）废液成分的确定

① 写出制备 CO ₂ 的化学方程式 _______ 。

② 推测废液所含溶质

推测一： _______ 推测二： CaCl ₂ 和 HCl

③ 若要用一种药品验证哪种推测成立，可选择的有哪些？ _______( 填标号 )

A ．石蕊溶液 B ． AgNO ₃ 溶液 C ．锌粒 D ． CuO 粉末

（ 2 ）废液的处理

实验表明废液中的溶质是 CaCl ₂ 和 HCl ，小组决定用 Na ₂ CO ₃ 除去它们。

【提出问题】如何估算 Na ₂ CO ₃ 固体的用量？

【进行实验】取 100mL 废液样品于烧杯中，逐滴滴加 5.3% 的 Na ₂ CO ₃ 溶液，用 pH 传感器测定滴加过程中溶液的 pH 。实验结果如图所示。

【结果讨论】

①a→b 阶段，观察到烧杯中的现象是 _______ 。

②b 点后曲线平缓阶段，反应的化学方程式为 _______ 。

③c 点时，取少量烧杯中的清液于试管中，滴加 CaCl ₂ 溶液，有白色沉淀生成，说明处理 100mL 废液，所需 5.3% 的 Na ₂ CO ₃ 溶液的体积 _______120mL 。 ( 填 “ 大于 ”“ 等于 ” 或 “ 小于 ”)

④ 将烧杯中的沉淀过滤、干燥、称重，质量为 4g 。若处理 10L 该废液，理论上需要 Na ₂ CO ₃ 固体 ___g 。 ( 实验所用 Na ₂ CO ₃ 溶液的密度近似看做 1g/cm ³ )

答案

CaCl ₂ ACD 有气泡产生 小于 530

【详解】（ 1 ） ① 实验室用大理石（或 石灰石）和稀盐酸制取 CO ₂ ，大理石的主要成分碳酸钙和盐酸反应产生氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式： 。

② 碳酸钙和盐酸恰好完全反应时溶质只有氯化钙，则推测一：氯化钙；盐酸过量时推测二： CaCl ₂ 和 HCl ；

③ 根据推测，主要是证明盐酸的有无即可判断是哪种推测；

A 、盐酸会使石蕊试液变红色；则样品滴加石蕊试液后变红了，则有盐酸，推测二成立；如果石蕊试液不变色，推测一成立；正确；

B 、溶液中有氯化钙，提供了氯离子，硝酸银和氯化钙反应产生氯化银沉淀和硝酸，盐酸和硝酸银也会产生氯化银沉淀，所以不能用硝酸银溶液验证是否有盐酸，错误；

C 、盐酸和锌反应产生氯化锌和氢气，会产生气体；则锌粒中加入样品后产生气泡，则有盐酸，推测二成立；如果没有气泡，推测一成立；正确；

D 、氧化铜和盐酸反应产生氯化铜和水，固体会减少或消失，溶液变蓝色；则氧化铜中加入样品后固体会减少或消失，溶液变蓝色，则有盐酸，推测二成立；如果固体不减少，溶液不变蓝色，推测一成立；正确；故选 ACD 。

（ 2 ） ① 废液中的溶质是 CaCl ₂ 和 HCl ，向其中加入碳酸钠，碳酸钠先和盐酸反应产生氯化钠、水和二氧化碳，然后碳酸钠和氯化钙反应产生碳酸钙沉淀和氯化钠，根据图像 a→b 阶段，是碳酸钠和盐酸反应，则会观察到烧杯中有气泡产生。

② 碳酸钠溶液显碱性， b 点后曲线平缓阶段，是碳酸钠和氯化钙反应，氯化钠溶液显中性，反应的化学方程式为： 。

③c 点时，溶液显碱性，碳酸钠过量，结合图像分析，说明处理 100mL 废液，所需 5.3% 的 Na ₂ CO ₃ 溶液的体积小于 120mL 。

④100mL 废液，产生碳酸钙的质量是 4g ，设要碳酸钠的质量是 x 。

所需碳酸钠溶液的体积为： 4.24g÷5.3%÷1g/mL=80mL ， 即 80mL 碳酸钠溶液中含有碳酸钠 4.24g ，故 100mL 碳酸钠溶液中含有碳酸钠 4.24g×100mL÷80mL=5.3g ，因此若处理 10L （即： 10000mL ）该废液，理论上需要 Na2CO3 固体质量为 10000mL÷100mL×5.3g=530g ；

故答案为： 530 。