探究實驗室廢液的成分

實驗室中，同學(xué)們興致盎然地用石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，并用澄清石灰水檢驗二氧化碳。實驗完成后，媛媛注意到實驗臺上廢液缸內(nèi)的廢液滿了，于是她一時興起，想再與同學(xué)們探究一下廢液的成分。

【提出問題】廢液中除水外，還含有什么物質(zhì)？

【查閱資料】①Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O。②紫色石蕊溶液遇酸性溶液變?yōu)榧t色，遇堿性溶液變?yōu)樗{(lán)色，遇中性溶液不變色；無色酚酞溶液遇酸性溶液不變色，遇堿性溶液變?yōu)榧t色。③CaCl2溶液呈中性，稀鹽酸呈酸性，Ca(OH)2溶液呈堿性。④CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl。【分析預(yù)測】在發(fā)生裝置中發(fā)生的反應(yīng)為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，則廢液中可能有 HCl，一定有CaCl2；在檢驗裝置中發(fā)生的反應(yīng)為CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，則廢液中可能有 Ca(OH)2，一定有CaCO3；兩種廢液混合后可能發(fā)生的反應(yīng)有兩個：Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O，CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；由于實驗中石灰石被回收，而混合后的廢液是澄清的，故混合后的廢液中沒有CaCO3，一定有CaCl2，可能有HCl或Ca(OH)2。

【做出猜想】猜想一：廢液中只有CaCl2；

猜想二：廢液中有CaCl2和HCl；

猜想三：廢液中有CaCl2和Ca(OH)2；

【設(shè)計方案及實驗】

實驗一：取少量廢液于試管中，滴入幾滴無色酚酞溶液，振蕩，溶液不變色，于是明明認(rèn)為猜想一是正確的。媛媛則認(rèn)為鹽酸顯酸性，也不能使無色酚酞溶液變色，所以也可能是猜想二正確。

實驗二：媛媛將實驗一中的無色酚酞溶液換為紫色石蕊溶液后進(jìn)行實驗，觀察到溶液變紅色，證明猜想二是正確的。琪琪則認(rèn)為還可以用其他方法來證明這一點。

實驗三：將少量廢液加入到盛有石灰石的試管中，觀察到有氣泡產(chǎn)生，證明廢液中含有鹽酸，猜想二正確。

實驗四：取少量廢液于試管中，加入鎂帶，觀察到有氣泡產(chǎn)生，證明廢液中含有鹽酸，猜想二正確。

那如何進(jìn)一步證明廢液中有CaCl2和HCl呢？

實驗五：取少量廢液于試管中，向其中加入Na2CO3溶液至過量，觀察到先有氣泡生成，后溶液變渾濁，證明廢液中有CaCl2和HCl，猜想二正確。

【實驗解釋】Na2CO3先與HCl反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，再與CaCl2反應(yīng)生成沉淀。Na2CO3溶液過量是為了保證其與鹽酸反應(yīng)完全后再與氯化鈣反應(yīng)。

【拓展與應(yīng)用】該廢液中含有鹽酸，若未經(jīng)處理直接排入下水道，可能會腐蝕鐵質(zhì)下水管道，污染地下水，污染土壤，損害生活廢水處理廠的處理能力，還會給飲用水安全帶來隱患，所以要先除去廢液中的鹽酸后再排放。由于碳酸鈉、石灰石、氫氧化鈣等均可與鹽酸反應(yīng)，所以可用適量碳酸鈉、石灰石、氫氧化鈣等除去鹽酸，但考慮到成本問題，石灰石最為廉價，故可加入過量的石灰石除去廢液中的鹽酸。

有人說垃圾就是放錯了位置的資源，難道廢液真的是廢物嗎？明明想起在南方上學(xué)的表哥曾買過的除濕袋，主要成分就是氯化鈣（因為氯化鈣在空氣中易吸收水分而潮解），那么怎樣回收氯化鈣呢？在廢液中加入過量的碳酸鈣，至不再有氣泡冒出時過濾，然后蒸發(fā)濾液，再洗滌干燥，即可得到氯化鈣。實際上氯化鈣除了用于干燥劑外還有多種用途，常見應(yīng)用包括制冷設(shè)備所用的鹽水、道路融冰劑等。氯化鈣及其水合物和溶液在食品制造、建筑材料、醫(yī)學(xué)和生物學(xué)等多個方面均有重要的應(yīng)用價值。