Question

【題目】某興趣小組用使用塊狀石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳。當(dāng)觀察不到有氣泡產(chǎn)生，發(fā)現(xiàn)固體仍有剩余。

[提出問題]剩余液中的溶質(zhì)是什么物質(zhì)?

[作出猜想]根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理_________________ (填化學(xué)方程式)，同學(xué)們一致認(rèn)為剩余液中一定有CaCl2，小芳認(rèn)為廢液中的溶質(zhì)還可能含有_____________(填化學(xué)式)。

[查閱資料]CaCl2溶液呈中性。

[實(shí)驗(yàn)探究]

(1)小芳為了證明自己的猜想是正確的，選擇pH試紙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。取上層清液，用pH試紙測(cè)得溶液的pH=2，說明溶液顯___________性；pH測(cè)定中，“上層清液滴到試紙上”的后一步操作是_______________________。

(2)小明選擇了另外一種物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也得到了與小芳同樣的結(jié)論，他所選用的物質(zhì)可能是_____________。

[交流討論]

(3)小芳將反應(yīng)后的剩余混合液加熱，冷卻后，取上層清液測(cè)pH，發(fā)現(xiàn)pH值略有上升，請(qǐng)簡(jiǎn)述產(chǎn)生此現(xiàn)象的可能原因____________________________。

(4)若想要處理剩余液得到只含CaCl2一種溶質(zhì)的溶液，小芳選擇向剩余液中加入過量的________________ (填選項(xiàng)序號(hào))，反應(yīng)完成后過濾。

A．碳酸鈣粉末 B．氫氧化鈉 C．熟石灰 D．生石灰

[拓展應(yīng)用] 利用傳感器對(duì)二氧化碳性質(zhì)再探究。

步驟1：如圖1所示裝置的氣密性良好，三瓶250mL的燒瓶?jī)?nèi)收集滿CO2氣體，三個(gè)注射器內(nèi)各裝有等體積的液體(分別是水、飽和石灰水、氫氧化鈉濃溶液)。連接好裝置和壓強(qiáng)傳感器。

步驟2：三位同學(xué)同時(shí)迅速將注射器內(nèi)等體積的液體(水、飽和石灰水、氫氧化鈉濃溶液)注入各自燒瓶中，關(guān)閉活塞。

步驟3：一段時(shí)間后，同時(shí)振蕩燒瓶。觀察傳感器定量實(shí)時(shí)地傳回?zé)�瓶�(jī)?nèi)氣壓變化形成的圖像情況如圖2所示。

(1)導(dǎo)致曲線1中CD段氣壓急速減小的操作是：____________________。利用現(xiàn)有的裝置，在不使用其他試劑的情況下，請(qǐng)你寫出繼續(xù)降低E點(diǎn)的操作方法：___________。

(2)曲線2與曲線3差異較大的原因是_________________________。

Answer 1

【答案】 CaCO3 + 2HCl==CaCl2 + H2O + CO2↑ HCl 酸 與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比，讀出pH 紫色的石蕊 剩余液中氯化氫揮發(fā) A 振蕩 使燒瓶?jī)?nèi)物質(zhì)冷卻(或抽氣) 飽和石灰水濃度太低(氫氧化鈣微溶于水)影響了二氧化碳的吸收

【解析】本題考查了實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分，探究二氧化碳的性質(zhì)，酸的化學(xué)性質(zhì)，溶液的酸堿性與pH值的關(guān)系等。難度不大，解答時(shí)要根據(jù)各種物質(zhì)的性質(zhì)，結(jié)合各方面條件進(jìn)行分析、判斷，從而得出正確的結(jié)論。

作出猜想：碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：CaCO3 + 2HCl==CaCl2 + H2O + CO2↑，鹽酸可能過量，所以廢液中的溶質(zhì)還可能含有HCl；

實(shí)驗(yàn)探究：

（1）小花為了證明自己的猜想是正確的，選擇pH試紙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。取上層清液，用pH試紙測(cè)得溶液的pH=2，說明溶液顯酸性；pH測(cè)定中，“上層清液滴到試紙上”的后一步操作是：將試紙顯示顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照，讀出pH；

（2）紫色的石蕊遇酸性溶液變紅，可用來檢驗(yàn)酸性物質(zhì)。小明選擇了另外一種物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也得到了與小芳同樣的結(jié)論，他所選用的物質(zhì)可能是紫色的石蕊；

（3）鹽酸具有揮發(fā)性。將反應(yīng)后的剩余混合物加熱至沸，冷卻后，取上層清液測(cè)pH，發(fā)現(xiàn)pH值略有上升，產(chǎn)生此現(xiàn)象的可能原因是：剩余液中氯化氫揮發(fā)，溶液中的酸性物質(zhì)減少；

（4）碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，過量的氫氧化鈣、氫氧化鈉對(duì)于氯化鈣來說仍是雜質(zhì)，所以想要處理剩余液得到只含CaCl2一種溶質(zhì)的溶液，小花選擇向剩余液中加入過量的碳酸鈣，反應(yīng)完成后過濾，故選A；

拓展應(yīng)用：

（1）振蕩燒瓶會(huì)加快二氧化碳的溶解，瓶?jī)?nèi)氣壓急速減小，將燒瓶?jī)?nèi)物質(zhì)冷卻(或抽氣)，能使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)繼續(xù)減小；

（2）飽和氫氧化鈣溶液中含有氫氧化鈣的量很少，會(huì)影響二氧化碳的吸收。曲線2與曲線3差異較大的原因是石灰水濃度太低(氫氧化鈣微溶于水)影響了二氧化碳的吸收。