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。當觀察不到有氣泡產生，發現固體仍有剩余。

[提出問題]剩余液中的溶質是什么物質?

[作出猜想]根據實驗室制取二氧化碳的反應原理_________________ (填化學方程式)，同學們一致認為剩余液中一定有CaCl2，小芳認為廢液中的溶質還可能含有_____________(填化學式)。

[查閱資料]CaCl2溶液呈中性。

[實驗探究]

(1)小芳為了證明自己的猜想是正確的，選擇pH試紙進行實驗。取上層清液，用pH試紙測得溶液的pH=2，說明溶液顯___________性；pH測定中，“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進行實驗，也得到了與小芳同樣的結論，他所選用的物質可能是_____________。

[交流討論]

(3)小芳將反應后的剩余混合液加熱，冷卻后，取上層清液測pH，發現pH值略有上升，請簡述產生此現象的可能原因____________________________。

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

A．碳酸鈣粉末 B．氫氧化鈉 C．熟石灰 D．生石灰

[拓展應用] 利用傳感器對二氧化碳性質再探究。

步驟1：如圖1所示裝置的氣密性良好，三瓶250mL的燒瓶內收集滿CO2氣體，三個注射器內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)。連接好裝置和壓強傳感器。

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

步驟3：一段時間后，同時振蕩燒瓶。觀察傳感器定量實時地傳回燒瓶內氣壓變化形成的圖像情況如圖2所示。

(1)導致曲線1中CD段氣壓急速減小的操作是：____________________。利用現有的裝置，在不使用其他試劑的情況下，請你寫出繼續降低E點的操作方法：___________。

(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 與標準比色卡對比，讀出pH 紫色的石蕊 剩余液中氯化氫揮發 A 振蕩 使燒瓶內物質冷卻(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】本題考查了實驗探究物質的組成成分，探究二氧化碳的性質，酸的化學性質，溶液的酸堿性與pH值的關系等。難度不大，解答時要根據各種物質的性質，結合各方面條件進行分析、判斷，從而得出正確的結論。

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

實驗探究：

（1）小花為了證明自己的猜想是正確的，選擇pH試紙進行實驗。取上層清液，用pH試紙測得溶液的pH=2，說明溶液顯酸性；pH測定中，“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準比色卡對照，讀出pH；

（2）紫色的石蕊遇酸性溶液變紅，可用來檢驗酸性物質。小明選擇了另外一種物質進行實驗，也得到了與小芳同樣的結論，他所選用的物質可能是紫色的石蕊；

（3）鹽酸具有揮發性。將反應后的剩余混合物加熱至沸，冷卻后，取上層清液測pH，發現pH值略有上升，產生此現象的可能原因是：剩余液中氯化氫揮發，溶液中的酸性物質減少；

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

拓展應用：

（1）振蕩燒瓶會加快二氧化碳的溶解，瓶內氣壓急速減小，將燒瓶內物質冷卻(或抽氣)，能使瓶內壓強繼續減小；

（2）飽和氫氧化鈣溶液中含有氫氧化鈣的量很少，會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。