同学们在老师的指导下进行实验探究活动。实验室提供的实验用品有氢氧化钙溶液、二氧化碳气体、紫色石蕊试液、稀盐酸、无色酚酞试液、蒸馏水、碳酸钠溶液及所需的各种仪器。
【问题1】如何证明氢氧化钙溶液和盐酸发生了反应？
【实验活动1】小组同学进行了如图实验：
【观点表达】(1)实验活动1中发生反应的化学方程式为,实验中酚酞试液的作用是:通过酚酞试液颜色由,证明氢氧化钙消失,从而证明了氢氧化钙溶液和稀盐酸发生了反应。
【问题2】如果没有先滴加酚酞试液,如何证明二者发生了反应呢?
【实验活动2】大家又进行了如图实验：
【观察思考】甲、乙、丙三位同学对反应后可能得到的无色溶液设计了不同检验方案,并描述了对应的现象:
甲同学:向溶液M中加入紫色石蕊试液,紫色石蕊试液显红色。
乙同学:向溶液M中加入碳酸钠溶液,发现没有气泡产生。
丙同学:向溶液M中通入二氧化碳气体,溶液M中立即产生白色沉淀。
【归纳总结】(2)小组同学认为三位同学的方案都可以证明氢氧化钙和盐酸发生了化学反应,其中同学通过证明氢氧化钙消失,从而证明二者发生了化学反应。
【思维引领】(3)小组同学认为丙同学的现象证明二者发生了化学反应的原因是。
【整理提升】(4)上述两个实验活动都是通过证明来证明化学反应发生的。
【拓展应用】(5)若中和某碱性废液需要溶质质量分数为7.3%的盐酸100 kg,要换成溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,需要稀硫酸的质量为kg。

(1)$\ce{Ca(OH)_{2} +2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} +2H_{2}O}$ 红色变为无色
(2)甲
(3)向M溶液中通入二氧化碳气体立即产生白色沉淀,说明溶液M中没有稀盐酸,说明氢氧化钙和盐酸发生了反应
(4)反应物消失
(5)100
解析:(1)氢氧化钙和盐酸中的氯化氢反应生成氯化钙和水,该反应的化学方程式为$\ce{Ca(OH)_{2} +2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} +2H_{2}O}$;因为氢氧化钙溶液显碱性,能使酚酞试液变红,当氢氧化钙与盐酸反应后,溶液碱性消失,酚酞试液由红色变为无色,所以实验中酚酞试液通过颜色由红色变为无色,证明氢氧化钙消失,从而证明二者发生反应。(2)氢氧化钙溶液显碱性,碱性溶液能使紫色石蕊试液变蓝;盐酸溶液显酸性,酸性溶液能使紫色石蕊试液变红,甲同学向溶液M中加入紫色石蕊试液,紫色石蕊试液显红色,说明盐酸过量,氢氧化钙已完全反应,从而证明二者发生了化学反应;乙同学向溶液M中加入碳酸钠溶液,发现没有气泡产生,说明盐酸消失,从而证明二者发生了化学反应;丙同学向溶液M中通入二氧化碳气体,溶液M中立即产生白色沉淀,说明氢氧化钙过量,盐酸已完全反应,从而证明二者发生了化学反应;其中甲同学通过证明氢氧化钙消失,从而证明二者发生了化学反应。(3)丙同学的现象证明二者发生化学反应的原因是向M溶液中通入二氧化碳气体立即产生白色沉淀,说明溶液M中没有稀盐酸,说明氢氧化钙和盐酸发生了反应。(4)上述两个实验活动,实验活动1通过酚酞试液颜色变化证明氢氧化钙消失,实验活动2中三位同学也是通过稀盐酸或氢氧化钙消失的现象证明反应发生,所以上述两个实验活动都是通过证明反应物消失来证明化学反应发生的。(5)中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合成水分子,中和某碱性废液将稀盐酸换成稀硫酸,可得关系式:$\ce{2HCl}$~$\ce{2H^{+}}$~$\ce{H_{2}SO_{4}}$。
设需要稀硫酸的质量为$x$。
$\begin{array}{ccc}\ce{2HCl}& ∼ & \ce{2H^{+}} ∼ \ce{H_{2}SO_{4}}\\73& & 98\\100\ \mathrm{kg}×7.3\%& & x×9.8\%\end{array}$
$\dfrac{73}{98}=\dfrac{100\ \mathrm{kg}×7.3\%}{x×9.8\%}$
$x=100\ \mathrm{kg}$
即若中和某碱性废液需要溶质质量分数为7.3%的盐酸质量100 kg,要换成溶质质量分数9.8%的稀硫酸,需要稀硫酸的质量为100 kg。