Question

实验室使用块状石灰石（CaCO₃）和稀盐酸制CO₂，当观察不到有气泡产生，固体仍有剩余时，通常认为反应结束，剩余液呈中性。某兴趣小组对此进行了以下探究：

【实验操作】（1）向试管中加入5粒石灰石，倾倒约试管体积1/3的稀盐酸（1:1）；观察不到气泡后，仍有固体剩余；将试管静置。

          （2）取上层清液，用pH试纸测得溶液pH=2，说明溶液显_______性；

pH测定中，“上层清液滴到试纸上”的后一步操作是_______________。

【实验思考Ⅰ】反应剩余液中有哪些物质？其中能使溶液pH=2的有哪些？

【实验探究Ⅰ】（1）甲同学通过实验排除了CaCl₂的可能性。简述其实验方案___________。

           （2）乙同学将CO₂通入蒸馏水中至饱和，测得pH＞5,。

           （3）综合甲、乙两同学实验，得出的结论是：剩余液中还含有_______________。

【实验思考Ⅱ】试管中剩余固体是否仍含有CaCO₃？

【实验探究Ⅱ】小组同学向试管中继续加入稀盐酸（1:1），又有大量气泡产生。

（1）由此得出的结论是______________；写出反应的化学方程式_______________________。

（2）比较稀盐酸加入前后的实验现象，解释“又有大量气泡产生”的原因:____ _____________。

【拓展延伸】（1）反应剩余液放置一段时间后，溶液pH增大，其主要原因是_________。

           （2）假如用100g14．6%的稀盐酸和足量的石灰石反应，看不到气泡产生时，停止收集气体。收集到的CO₂质量_______（选填“＞”、“＜”、“=”）8．8g。

Answer

【实验操作】（2）酸 将试纸显示的颜色与标准比色卡比较 【实验探究Ⅰ】（1）取CaCl2溶于水，测溶液的pH （3）盐酸【实验探究Ⅱ】（1）剩余固体中含有碳酸钙 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ （2）盐酸浓度增大 【拓展延伸】（1）碳酸钙与盐酸继续反应 （2）＜

【解析】

试题分析：【实验操作】酸性溶液的pH＜7，因为测定的溶液pH=2，小于7，显酸性；测定溶液pH的操作是：将pH试纸放在干燥洁净的玻璃片上用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上，再将试纸显示的颜色与标准比色卡比较即可得出pH；【实验探究Ⅰ】为排除CaCl2溶液显酸性的可能，只需取CaCl2样品溶于水制成溶液，测定溶液pH是否小于7即可；根据溶液显酸性即制取CO2的药品可知，溶液显酸性的原因是溶液中还有盐酸；【实验探究Ⅱ】加入盐酸后又有气泡产生，说明剩余固体中还有碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；根据前面实验过程及结论，剩余液显酸性可知溶液中有盐酸，经检验，剩余固体中有碳酸钙，盐酸和碳酸钙共存一体，但却无气泡产生，可能是由于盐酸浓度太小，与碳酸钙反应产生气泡太慢不易观察；【拓展延伸】反应剩余液放置一段时间后，由于剩余盐酸和碳酸钙继续反应，所以会导致溶液的pH增大；因为看不到有气泡产生时不代表反应停止，所以当加入100g14．6%的稀盐酸和足量的石灰石后，理论上产生CO2气体质量为8．8g，但由于看不到气泡后就停止收集，所以实际收集的CO2质量不足8．8g。

考点： 实验室制取二氧化碳的探究、物质成分探究