Question

【题目】某兴趣小组用使用块状石灰石和稀盐酸制取二氧化碳。当观察不到有气泡产生，发现固体仍有剩余。

[提出问题]剩余液中的溶质是什么物质?

[作出猜想]根据实验室制取二氧化碳的反应原理_________________ (填化学方程式)，同学们一致认为剩余液中一定有CaCl2，小芳认为废液中的溶质还可能含有_____________(填化学式)。

[查阅资料]CaCl2溶液呈中性。

[实验探究]

(1)小芳为了证明自己的猜想是正确的，选择pH试纸进行实验。取上层清液，用pH试纸测得溶液的pH=2，说明溶液显___________性；pH测定中，“上层清液滴到试纸上”的后一步操作是_______________________。

(2)小明选择了另外一种物质进行实验，也得到了与小芳同样的结论，他所选用的物质可能是_____________。

[交流讨论]

(3)小芳将反应后的剩余混合液加热，冷却后，取上层清液测pH，发现pH值略有上升，请简述产生此现象的可能原因____________________________。

(4)若想要处理剩余液得到只含CaCl2一种溶质的溶液，小芳选择向剩余液中加入过量的________________ (填选项序号)，反应完成后过滤。

A．碳酸钙粉末 B．氢氧化钠 C．熟石灰 D．生石灰

[拓展应用] 利用传感器对二氧化碳性质再探究。

步骤1：如图1所示装置的气密性良好，三瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体，三个注射器内各装有等体积的液体(分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液)。连接好装置和压强传感器。

步骤2：三位同学同时迅速将注射器内等体积的液体(水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液)注入各自烧瓶中，关闭活塞。

步骤3：一段时间后，同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图2所示。

(1)导致曲线1中CD段气压急速减小的操作是：____________________。利用现有的装置，在不使用其他试剂的情况下，请你写出继续降低E点的操作方法：___________。

(2)曲线2与曲线3差异较大的原因是_________________________。

Answer 1

【答案】 CaCO3 + 2HCl==CaCl2 + H2O + CO2↑ HCl 酸 与标准比色卡对比，读出pH 紫色的石蕊 剩余液中氯化氢挥发 A 振荡 使烧瓶内物质冷却(或抽气) 饱和石灰水浓度太低(氢氧化钙微溶于水)影响了二氧化碳的吸收

【解析】本题考查了实验探究物质的组成成分，探究二氧化碳的性质，酸的化学性质，溶液的酸碱性与pH值的关系等。难度不大，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。

作出猜想：碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3 + 2HCl==CaCl2 + H2O + CO2↑，盐酸可能过量，所以废液中的溶质还可能含有HCl；

实验探究：

（1）小花为了证明自己的猜想是正确的，选择pH试纸进行实验。取上层清液，用pH试纸测得溶液的pH=2，说明溶液显酸性；pH测定中，“上层清液滴到试纸上”的后一步操作是：将试纸显示颜色与标准比色卡对照，读出pH；

（2）紫色的石蕊遇酸性溶液变红，可用来检验酸性物质。小明选择了另外一种物质进行实验，也得到了与小芳同样的结论，他所选用的物质可能是紫色的石蕊；

（3）盐酸具有挥发性。将反应后的剩余混合物加热至沸，冷却后，取上层清液测pH，发现pH值略有上升，产生此现象的可能原因是：剩余液中氯化氢挥发，溶液中的酸性物质减少；

（4）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，过量的氢氧化钙、氢氧化钠对于氯化钙来说仍是杂质，所以想要处理剩余液得到只含CaCl2一种溶质的溶液，小花选择向剩余液中加入过量的碳酸钙，反应完成后过滤，故选A；

拓展应用：

（1）振荡烧瓶会加快二氧化碳的溶解，瓶内气压急速减小，将烧瓶内物质冷却(或抽气)，能使瓶内压强继续减小；

（2）饱和氢氧化钙溶液中含有氢氧化钙的量很少，会影响二氧化碳的吸收。曲线2与曲线3差异较大的原因是石灰水浓度太低(氢氧化钙微溶于水)影响了二氧化碳的吸收。