Question

【題目】真真實(shí)驗(yàn)小組欲親自探究適合在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品。她們準(zhǔn)備利用碳酸鈉粉未、塊狀大理石、稀鹽酸、濃鹽酸、稀硫酸五種藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究

（提出問題）上述藥品間的相互反應(yīng)都適合在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w嗎?

（方案設(shè)計(jì)）(1)經(jīng)過討論大家都致認(rèn)為濃鹽酸不適合用于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳你認(rèn)為原因是___。

(2)真真小組同學(xué)經(jīng)過反復(fù)設(shè)計(jì)研究后確定迸行如下圖所示的四個(gè)實(shí)驗(yàn)

（結(jié)論分析）實(shí)驗(yàn)報(bào)告單如下表

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
A	劇烈反應(yīng)，迅速產(chǎn)生大量氣泡	反應(yīng)速率過快，不便于氣體收集
B	劇烈反應(yīng)，迅速產(chǎn)生大量氣泡	_________
C	______	便于收集，適合在實(shí)驗(yàn)室制取CO2
D	一開始產(chǎn)生氣泡，之后便迅速減慢直到反應(yīng)幾乎停止	因?yàn)闊o法持續(xù)的產(chǎn)生氣體，不適合用在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳

(3)①結(jié)合上面的實(shí)驗(yàn)探究報(bào)告，可用于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w的化學(xué)反應(yīng)方程式為___；

②在確定實(shí)驗(yàn)室制取氣體反應(yīng)原理時(shí)，要考慮諸多因素，請(qǐng)你再寫出一種需要考慮的因素：___；

（繼續(xù)探究）在實(shí)驗(yàn)室里，小組同學(xué)利用12.3%的稀鹽酸與塊狀大理石來制取二氧化碳。

（問題引入）(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)廢液中還有塊狀固體存在，但已觀察不到氣泡產(chǎn)生,反應(yīng)后的廢液中還有鹽酸嗎?甲同學(xué)用pH試紙測(cè)得該廢液的pH=2，證明___；

(5)反應(yīng)后廢液中剩余的塊狀固體中還有碳酸鈣嗎?乙同學(xué)帶著疑問取岀廢液中塊狀的固體，洗凈后放入試管中， 再加入約2mL的___， 立即產(chǎn)生大量的氣泡， 證明___。

（猜想驗(yàn)證）(6)既然反應(yīng)后廢液中還有鹽酸和碳酸鈣，那為何觀察不到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?

①同學(xué)認(rèn)為是廢液中鹽酸濃度太低，所以觀察不到現(xiàn)象。甲同學(xué)將少許___置于試管中，加入約2mLpH=1的稀鹽酸，立即觀察到有氣泡冒出

②乙同學(xué)認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)所用大理石塊較大，與鹽酸接觸不充分，所以觀察不到明顯的現(xiàn)象，于是乙同學(xué)向老師要了一些純凈的碳酸鈣粉未放入試管中，加入約2ml___，立即觀察到有氣泡冒出

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）

(7)依據(jù)(4)(5)確定發(fā)生反應(yīng)后裝置廢液中的鹽酸與碳酸鈣共存，但不能觀察到現(xiàn)象。結(jié)合實(shí)驗(yàn)(6)①②閘述其原因___；

（拓展延伸）(8)實(shí)驗(yàn)室用塊狀大理石與稀鹽酸反應(yīng) pH至氣泡逸出不明顯后，測(cè)得殘留液 pH=2,若取適量殘留液體的上層清液于試管中，逐滴滴入碳酸鈉溶液至過量。請(qǐng)?jiān)谙聢D中繪出變化趨勢(shì)___。

Answer 1

【答案】濃鹽酸具有強(qiáng)揮發(fā)性，會(huì)發(fā)出HCl使收集到的CO2不純 反應(yīng)速率過快，不便于收集氣體 固體逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 制取過程中是否會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)、實(shí)驗(yàn)條件是否節(jié)能 溶液中有鹽酸剩余 12.3%的稀鹽酸 有碳酸鈣剩余 廢液中殘留的塊狀固體 廢液中的上清液 稀鹽酸的濃度過低，大理石與酸的接觸面積過小，所以觀察不到現(xiàn)象

【解析】

碳酸鈣和稀鹽酸生成氯化鈣、水和二氧化碳，碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳。

[方案設(shè)計(jì)](1) 濃鹽酸具有強(qiáng)揮發(fā)性，故經(jīng)過討論大家都致認(rèn)為濃鹽酸不適合用于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳，原因是濃鹽酸具有強(qiáng)揮發(fā)性，會(huì)發(fā)出HCl使收集到的CO2不純。

[結(jié)論分析]碳酸鈉和稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)速率較快，不便于收集生成的二氧化碳?xì)怏w，稀硫酸和碳酸鈣反應(yīng)生成硫酸鈣微溶物覆蓋在大理石表面，阻止反應(yīng)發(fā)生，實(shí)驗(yàn)室常用碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)制取氧氣。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
A	劇烈反應(yīng)，迅速產(chǎn)生大量氣泡	反應(yīng)速率過快，不便于氣體收集
B	劇烈反應(yīng)，迅速產(chǎn)生大量氣泡	反應(yīng)速率過快，不便于收集氣體
C	固體逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生	便于收集，適合在實(shí)驗(yàn)室制取CO2
D	一開始產(chǎn)生氣泡，之后便迅速減慢直到反應(yīng)幾乎停止	因?yàn)闊o法持續(xù)的產(chǎn)生氣體，不適合用在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳

(3)①實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)是碳酸鈣和稀鹽酸生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

②在確定實(shí)驗(yàn)室制取氣體反應(yīng)原理時(shí)，要考慮諸多因素，需要考慮的因素是制取過程中是否會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)、實(shí)驗(yàn)條件是否節(jié)能。

[問題引入](4) pH小于7的溶液，顯酸性，甲同學(xué)用pH試紙測(cè)得該廢液的pH=2，證明溶液中有鹽酸剩余。

(5)稀鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，取岀廢液中塊狀的固體，洗凈后放入試管中， 再加入約2mL的12.3%的稀鹽酸， 立即產(chǎn)生大量的氣泡， 證明有碳酸鈣剩余。

[猜想驗(yàn)證](6)①?gòu)U液中鹽酸濃度太低，所以觀察不到現(xiàn)象，則用濃度較高的稀鹽酸做實(shí)驗(yàn)，故甲同學(xué)將少許廢液中殘留的塊狀固體置于試管中，加入約2mLpH=1的稀鹽酸，立即觀察到有氣泡冒出。

②乙同學(xué)認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)所用大理石塊較大，與鹽酸接觸不充分，所以觀察不到明顯的現(xiàn)象，于是乙同學(xué)向老師要了一些純凈的碳酸鈣粉未放入試管中，加入約2ml廢液中的上清液，立即觀察到有氣泡冒出。

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論](7)稀鹽酸和大理石反應(yīng)，稀鹽酸的濃度要達(dá)到一定量，大理石的面積要較小，故原因是稀鹽酸的濃度過低，大理石與酸的接觸面積過小，所以觀察不到現(xiàn)象。

[拓展延伸](8)實(shí)驗(yàn)室用塊狀大理石與稀鹽酸反應(yīng) pH至氣泡逸出不明顯后，測(cè)得殘留液 pH=2，溶液顯酸性，取適量殘留液體的上層清液于試管中，上層清液含有鹽酸，逐滴滴入碳酸鈉溶液至過量，碳酸鈉先和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，pH增大，鹽酸完全反應(yīng)后，氯化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣和氯化鈉，反應(yīng)完全pH=7，碳酸鈉過量，pH增大，故圖像為。