Question

【題目】同學(xué)們在實驗室用塊狀大理石和5%的稀鹽酸反應(yīng)制取CO2，觀察不到氣泡產(chǎn)生時，發(fā)現(xiàn)固體還有剩余，對此進行探究（雜質(zhì)不溶于水且不與酸反應(yīng)）。

（提出問題）不再產(chǎn)生氣泡的原因是什么？

（猜想假設(shè)）

猜想一：鹽酸已經(jīng)完全反應(yīng)

猜想二：剩余固體中無碳酸鈣

猜想三：生成物或雜質(zhì)附著在大理石表面，阻礙反應(yīng)繼續(xù)進行

（實驗探究一）反應(yīng)后溶液中是否有鹽酸。

（1）小亮取上述反應(yīng)后的清液，測得溶液pH=2，說明溶液顯_____性，由此得出猜想一不成立的結(jié)論。

（2）小慧認為此結(jié)論不夠嚴(yán)謹，還應(yīng)考慮生成物對溶液酸堿度的影響，補充了如下實驗。

①取潔凈的燒杯，另配制_____溶液，測得溶液pH=7。

②取潔凈的試管，加入適量水和紫色石蕊溶液，持續(xù)通入CO2，發(fā)現(xiàn)溶液變?yōu)?/span>_____色。

但小亮認為實驗②不能說明CO2對溶液酸堿度的影響，他重新改進了實驗。

③另取潔凈的試管，加入適量水，持續(xù)通入CO2至飽和，測得溶液pH=5.6。

由以上實驗可知，該反應(yīng)的生成物對溶液酸堿度影響不大，猜想一不成立，反應(yīng)后的溶液中有鹽酸。

（實驗探究二）剩余固體中是否有碳酸鈣。

小亮先振蕩反應(yīng)容器，使剩余固體和液體充分接觸，觀察到仍無氣泡產(chǎn)生。再向容器中滴加少量5%的稀鹽酸，又有氣泡產(chǎn)生。一段時間后，不再產(chǎn)生氣泡，仍有固體剩余。產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式是_____。

由以上實驗可知，猜想二和猜想三不成立。

（得出結(jié)論）根據(jù)以上實驗探究，可得出影響反應(yīng)能否進行的因素之一是_____。

（反思交流）小慧又提出，也可能是反應(yīng)太慢，無法觀察到氣泡產(chǎn)生。她設(shè)計了如下對比實驗：取出（實驗探究二）所得的部分清液，放置一段時間后，測得pH為X，同時測得

（實驗探究二）容器中剩余清液的pH為Y，若X_____Y（填“＞”“＝”或“＜”），則她的猜想成立。

Answer 1

【答案】酸氯化鈣或CaCl2 ；紅CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑反應(yīng)物的濃度大小＞

【解析】

通過實驗分析可知：小亮取上述反應(yīng)后的清液，測得溶液pH=2，說明溶液顯酸性，由此得出猜想一不成立的結(jié)論；小慧的實驗：①取潔凈的燒杯，另配制氯化鈣溶液，測得溶液pH=7；根據(jù)以上實驗探究，可得出影響反應(yīng)能否進行的因素之一是：所加鹽酸是否足量；小慧又提出，也可能是反應(yīng)太慢，無法觀察到氣泡產(chǎn)生，她設(shè)計了如下對比實驗：取出【實驗探究二】所得的部分清液，放置一段時間，剩余清液反應(yīng)繼續(xù)進行，鹽酸濃度變小，酸性變?nèi)酰?/span>pH變大，即X＞Y，則她的猜想成立。

（1）酸性物質(zhì)的pH范圍為0~7，故該溶液為酸性；

（2）①考慮生成物對反應(yīng)的酸堿度的影響，則應(yīng)該配制生成物的溶液，即氯化鈣溶液；

②石蕊溶液遇到酸性物質(zhì)變成紅色，遇到堿性物質(zhì)變成藍色，將二氧化碳通入水中，會生成碳酸溶液，碳酸為酸性，故溶液變成紅色；

【實驗探究二】加入少量酸后，有氣泡產(chǎn)生，說明碳酸鈣與鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成了二氧化碳，化學(xué)方程式為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；

【得出結(jié)論】

由實驗一的結(jié)論可知，反應(yīng)后的溶液中仍有鹽酸，但是不與剩余固體中的碳酸鈣反應(yīng)，向容器滴加少量5%的稀鹽酸后，鹽酸濃度增大，反應(yīng)進行，可以判斷反應(yīng)物的濃度是影響反應(yīng)進行的重要因素；

【反思交流】

所得清液取出部分仍然含有低濃度的鹽酸，而剩下部分中鹽酸繼續(xù)反應(yīng)，濃度減小，溶液pH增大，故X＞Y。