Question

4．碳酸钙是一种白色固体，可溶于稀盐酸并产生无色气体．某同学想知道稀盐酸中的哪种粒子（H₂O、H⁺、Cl^-）能使碳酸钙溶解并产生无色气体．请你和同学们一起通过如图所示的四个实验完成这次探究活动．

（1）你提出的假设是稀盐酸中的H⁺能使CaCO₃溶解并产生无色气体．
（2）通过实验（a）可以证明H₂O不能使CaCO₃溶解并产生无色气体．
（3）要证明另外两种粒子能否溶解碳酸钙并产生无色气体，还需要进行实验（c）和（d），在（c）和（d）中应分别加入硝酸和氯化钠溶液．
（4）你的探究结果为H⁺能使CaCO₃溶解并产生无色气体．
（5）写出实验（b）的化学方程式：2HCl+CaCO₃═CaCl₂+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 根据碳酸钙能与盐酸反应生成二氧化碳气体，要探究是稀盐酸中的哪种粒子（H₂O、H⁺、Cl^-）能使碳酸钙溶解并产生无色气体，需排除一些离子的干扰，设计实验时要注意控制变量进行分析．

解答 解：（1）碳酸盐与酸反应生成气体，是与酸中的氢离子结合反应生成了二氧化碳；
（2）向a中加水，碳酸钙不溶解也无气体产生，说明通过实验a可以证明：H₂O不能使CaCO₃溶解并产生无色气体；
（3）要证明是否是氢离子使碳酸钙溶解并产生气体，需加入含氢离子的物质，如硝酸，要证明是否是氯离子使碳酸钙溶解并产生气体，需加入含氯离子的物质，如氯化钠溶液；
（4）根据实验现象可知是氢离子使碳酸钙溶解并产生气体；
（5）碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：2HCl+CaCO₃═CaCl₂+CO₂↑+H₂O．
故答案为：（1）稀盐酸中的H⁺能使CaCO₃溶解并产生无色气体；
（2）H₂O不能使CaCO₃溶解并产生无色气体；  
（3）硝酸、氯化钠溶液；  
（4）H⁺能使CaCO₃溶解并产生无色气体；  
（5）2HCl+CaCO₃═CaCl₂+CO₂↑+H₂O．

点评 本题考查了碳酸钙与酸反应的实质，完成此题，要注意设计实验时变量的控制以及归纳法的应用．