Question

实验室使用块状石灰石（CaCO3）和稀盐酸制CO2，当观察不到有气泡产生，固体仍有剩余时，通常认为反应结束

实验室使用块状石灰石（CaCO3）和稀盐酸制CO2，当观察不到有气泡产生，固体仍有剩余时，通常认为反应结束，剩余液呈中性，某兴趣小组对此进行了以下探究．【实验操作】（1）向试管中加入5粒石灰石，倾倒约试管体积13的稀盐酸（1：1）；观察不到气泡中，仍有固体剩余；将试管静置．（2）取上层清液，用pH试纸测得溶液pH=2，说明溶液是______性；pH测定中，“上层清液滴到试纸上”的后一步操作是______．【实验思考Ⅰ】反应剩余液中有哪些物质？其中能使溶液pH=2的有哪些？【实验探究Ⅰ】（1）甲同学通过实验排除了CaC12的可能性，简述其实验方案：______．（2）乙同学将CO2通入蒸馏水中至饱和，测得pH＞5．（3）综合甲、乙两同学实验，得出的结论是：剩余液中还含有______．【实验思考Ⅱ】试管中剩余固体中是否仍含有CaCO3？【实验探究Ⅱ】小组同学向试管中继续加入稀盐酸（1：1），又有大量气泡产生．（1）由此得出的结论是______；写出反应的化学方程式：______．（2）比较稀盐酸加入前后的实验现象，解释“又有大量气泡产生”的原因：______．【拓展延伸】（1）反应剩余液放置一段时间后，溶液pH增大，其主要原因是______．（2）假如用100g14.6%的稀盐酸和足量的石灰石反应，看不到气泡产生时，停止收集气体，收集到的CO2质量______（填“＞”、“＜”或“=”）8.8g．

Answer 1

【实验操作】
（2）溶液pH=2＜7，说明溶液呈酸性；pH测定中，“上层清液滴到试纸上”的后一步操作是将试纸显示的颜色与标准比色卡比较；故填：酸；将试纸显示的颜色与标准比色卡比较；
实验探究Ⅰ】
（1）通过实验排除了CaC1₂的可能性就是测定氯化钙溶液的pH值即可，所以实验方案：取氯化钙溶于水，测定溶液的pH值；故填：取氯化钙溶于水，测定溶液的pH值；
（3）盐酸呈酸性，所以综合甲、乙两同学实验，得出的结论是：剩余液中还含有盐酸；故填：盐酸；
【实验探究Ⅱ】（1）盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳气体，所以向试管中继续加入稀盐酸（1：1），又有大量气泡产生；由此得出的结论是剩余固体中含有碳酸钙；反应的化学方程式：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；故填：剩余固体中含有碳酸钙；CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）根据前面实验过程和结论，剩余液中既有盐酸又有碳酸钙，但却无气泡产生，可能是因为盐酸浓度太低，与碳酸钙反应太慢产生气泡不易观察，加入稀盐酸后，又有大量气泡产生的原因应该是盐酸的浓度增大；故填：盐酸的浓度增大；
【拓展延伸】
（1）碳酸钙与盐酸继续反应，使溶液的酸性减弱，所以反应剩余液放置一段时间后，溶液pH增大；故填：碳酸钙与盐酸继续反应；
（2）设100g14.6%的稀盐酸完全反应理论上生成二氧化碳的质量为x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
       73              44
      100g×14.6%       x

73

100g×14.6%

＝

44

x

x=8.8g
但是随着盐酸浓度的减小，就不会生成二氧化碳，所以看不到气泡产生时，停止收集气体，收集到的CO₂质量小于8.8g．故填：＜．