Question

14．今年我市初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)考察的內(nèi)容是“實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w”，請(qǐng)回答下列相關(guān)問題．
（1）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，操作示意圖如圖1，其中錯(cuò)誤的是B．

（2）如圖2所示，向集滿CO₂的試管內(nèi)倒入約占試管容積三分之一的澄清石灰水，旋緊膠塞，上下持續(xù)振蕩一段時(shí)間．
①充分振蕩后，試管內(nèi)壓強(qiáng)＜大氣壓強(qiáng)（選填“＞”或“=”或“＜”）；
②振蕩試管前，旋緊膠塞的目的防止石灰水沖出試管腐蝕皮膚、促進(jìn)石灰水充分吸收CO₂ ．
 ③小明發(fā)現(xiàn)，振蕩試管過(guò)程中，試管內(nèi)的混合物先變渾濁后變澄清，查閱資料后得知，碳酸鈣會(huì)和二氧化碳、水反應(yīng)生成易溶于水的碳酸氫鈣．就反應(yīng)本身而言，你認(rèn)為發(fā)生這種轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵因素是二氧化碳的量．
（3）實(shí)驗(yàn)室使用塊狀石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳．
[實(shí)驗(yàn)過(guò)程]某興趣小組按實(shí)驗(yàn)考簽要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)觀察不到有氣泡產(chǎn)生，發(fā)現(xiàn)固體仍有剩余，認(rèn)為反應(yīng)結(jié)束、剩余液呈中性，此時(shí)，試管內(nèi)的物質(zhì)呈無(wú)色．
[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CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑（填化學(xué)方程式），同學(xué)們一致認(rèn)為剩余液中一定有CaCl₂，小花認(rèn)為廢液中的溶質(zhì)還可能含有HCl（填化學(xué)式）．
[查閱資料]CaCl₂溶液呈中性．
[實(shí)驗(yàn)與結(jié)論]
 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(shuō)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值．
②小強(qiáng)選擇了另外一種物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也得到了與小花同樣的結(jié)論，他所選用的物質(zhì)可能是稀硫酸．
[拓展與應(yīng)用]
 ③小花將反應(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，請(qǐng)簡(jiǎn)述產(chǎn)生此現(xiàn)象的可能原因碳酸分解，溶液中的酸性物質(zhì)減少．
 ④若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(guò)量的A （填字母），反應(yīng)完成后過(guò)濾．
A．碳酸鈣粉末      B．氫氧化鈉固體   C．熟石灰     D．生石灰．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)檢查裝置氣密性的方法，固體、液體藥品的取用方法，洗滌試管的方法進(jìn)行分析；
（2）①根據(jù)氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)后，裝置內(nèi)的氣壓減小進(jìn)行分析；
②根據(jù)振蕩試管前，旋緊膠塞的目的是：防止石灰水沖出試管腐蝕皮膚、促進(jìn)石灰水充分吸收二氧化碳進(jìn)行分析；
③根據(jù)二氧化碳少量時(shí)只會(huì)與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，二氧化碳過(guò)量時(shí)，會(huì)生成可溶于水的碳酸氫鈣進(jìn)行分析；
（3）[實(shí)驗(yàn)過(guò)程]根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成的氯化鈣，以及鹽酸都是無(wú)色溶液進(jìn)行分析；
[作出猜想]根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，鹽酸可能過(guò)量進(jìn)行分析；
[實(shí)驗(yàn)與結(jié)論]①根據(jù)溶液pH值的測(cè)定方法以及溶液pH=2＜7，說(shuō)明溶液呈酸性進(jìn)行分析；
②根據(jù)酸溶液的pH值小于7進(jìn)行分析；
[拓展與應(yīng)用]③根據(jù)碳酸不穩(wěn)定，受熱會(huì)分解生成二氧化碳和水進(jìn)行分析；
④根據(jù)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(guò)量的氫氧化鈣、氫氧化鈉對(duì)于氯化鈣來(lái)說(shuō)仍是雜質(zhì)進(jìn)行分析．

解答 解：（1）A、檢查裝置氣密性時(shí)，先將導(dǎo)管一端伸入水中，用手緊握試管外壁，導(dǎo)管口有氣泡冒出，證明裝置氣密性良好，故正確；
B、取用塊狀固體時(shí)，先將試管橫放，將大理石放在試管口，然后將試管慢慢豎起，故錯(cuò)誤；
C、液體藥品時(shí)，瓶塞倒放，試管傾斜，將液體慢慢倒入，故正確；
D、洗滌試管的方法是：將試管刷在試管內(nèi)慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，故正確；
故選：B；
（2）①氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)后，裝置內(nèi)的氣壓減小，所以充分振蕩后，試管內(nèi)壓強(qiáng)＜大氣壓強(qiáng)；
②振蕩試管前，旋緊膠塞的目的是：防止石灰水沖出試管腐蝕皮膚、促進(jìn)石灰水充分吸收二氧化碳；
③二氧化碳少量時(shí)只會(huì)與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，二氧化碳過(guò)量時(shí)，會(huì)生成可溶于水的碳酸氫鈣，所以發(fā)生這種轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵因素是：二氧化碳的量；
（3）[實(shí)驗(yàn)過(guò)程]碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成的氯化鈣，以及鹽酸都是無(wú)色溶液，所以當(dāng)觀察不到有氣泡產(chǎn)生，發(fā)現(xiàn)固體仍有剩余，認(rèn)為反應(yīng)結(jié)束、剩余液呈中性，此時(shí)試管內(nèi)的物質(zhì)呈無(wú)色；
[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(guò)量，所以廢液中的溶質(zhì)還可能含有HCl；
[實(shí)驗(yàn)與結(jié)論]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(shuō)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值；
②酸溶液的pH值小于7，所以所選用的物質(zhì)可能是稀硫酸；
[拓展與應(yīng)用]③碳酸不穩(wěn)定，受熱會(huì)分解生成二氧化碳和水，所以將反應(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：碳酸分解，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(guò)量的氫氧化鈣、氫氧化鈉對(duì)于氯化鈣來(lái)說(shuō)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(guò)量的碳酸鈣，反應(yīng)完成后過(guò)濾，故選：A．
故答案為：（1）B；
（2）①＜；
②防止石灰水沖出試管腐蝕皮膚，促進(jìn)石灰水充分吸收二氧化碳；
③二氧化碳的量；
（3）[實(shí)驗(yàn)過(guò)程]無(wú)；
[作出猜想]CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，HCl；
[實(shí)驗(yàn)與結(jié)論]①酸，將試紙顯示顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照，讀出pH值；
②稀硫酸；
[拓展與應(yīng)用]③碳酸分解，溶液中的酸性物質(zhì)減少；
④A．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．