题目内容

3.为探究CO2的化学性质,需要制取并收集干燥的CO2,以下是老师提供的一些实验装置.

(1)实验室制取CO2的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)浓硫酸的作用是干燥二氧化碳气体,收集装置为B(填字母);
(3)学校实验室的废液缸中收集了同学们在实验室制取二氧化碳的废液.小溪同学想探究废液中溶质的成分,请你共同参与探究,并回答下列问题:
【提出问题】废液中的溶质是什么物质?
【做出猜想】小溪认为废液中溶质只有氯化钙.
你认为还可能含有的溶质是HCl(填化学式);
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性.
【实验与结论】
①小溪分别取少量该废液和氯化钙溶液加入到两支试管中,并向其中分别滴入无色酚酞试液作对比实验,结果两支试管中溶液均为无色,于是小溪认为自己的猜想是正确的.
②你认为小溪的实验不能(填“能”或“不能”)证明她的猜想,理由是酚酞遇盐酸也不变色,无法确定是否含有HCl.
③如果要证明你的猜想是正确的,你选择的试剂是紫色石蕊试液,试验中可以看到的实验现象是溶液变红.
【拓展与应用】①若实验证明你的猜想是正确的,要想使处理后的废液只有氯化钙溶液,应向废液中加入过量的石灰石,反应完成后静置过滤,得到纯净的氯化钙溶液.

分析 (1)稀盐酸与碳酸钙反应制取二氧化碳,浓硫酸可以吸收二氧化碳中的水蒸气,并不与二氧化碳反应,然后用排空气法收集即可;
(2)根据浓硫酸的作用,进行分析;
(3)反应后的溶液中除了生成的氯化钙之外,还可能有剩余的盐酸.要证明盐酸的存在可利用酸的化学性质进行分析.

解答 解:(1)根据反应物稀盐酸和碳酸钙,生成物是氯化钙、水、二氧化碳,所以化学反应式是:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;制取二氧化碳可以用A装置中的稀盐酸与碳酸钙反应;制取的气体通过盛有浓硫酸的装置,可以得到干燥的二氧化碳气体;
(2)浓硫酸具有吸水性,能干燥二氧化碳气体,二氧化碳密度比空气大,能溶于水,只能用向上排空气法收集. 
(3)【做出猜想】盐酸和大理石反应时盐酸可能有剩余,故猜想溶质为HCl;
【实验与结论】
盐酸和大理石反应时盐酸可能有剩余,故猜想溶质为HCl,要证明盐酸剩余,即证明溶液呈酸性可利用酸的化学性质,因此可用紫色石蕊试液或碳酸钠溶液或较活泼的金属,现象为溶液变红或产生气泡.小溪利用无色酚酞试液证明溶液呈酸性是错误的,酚酞在酸性或中性溶液中都不变色.
【拓展与应用】
要想将溶液中的氯化氢去掉,处理后的废液只有氯化钙溶液,则加入的物质与盐酸反应生成物中只能有氯化钙溶解在水中,因此要加入不溶性的碳酸钙或石灰石.如果呈酸性的废液倒入下水道,会可能腐蚀管道或者污染水质等.
故答案为:
(1)CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑(2)干燥二氧化碳气体,B;
(3)【做出猜想】HCl;
【实验与结论】②不能,酚酞遇盐酸也不变色,无法确定是否含有HCl;③紫色石蕊试液或碳酸钠溶液或较活泼的金属,溶液变红或产生气泡等合理答案;
【拓展与应用】①石灰石(或CaCO3粉末)等).

点评 本题考查实验室制取二氧化碳的装置的选取、方程式的书写、以及药品的选取原则,同学们一定要熟悉常见气体的性质.

练习册系列答案
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14.据有关资料介绍:将贝壳(主要成分是碳酸钙)灼烧后与草木灰(主要成分是碳酸钾)在水中作用,可以得到氢氧化钾.某化学课外小组的同学们为了制取氢氧化钾,将少量碳酸钙充分灼烧后的固体放入烧杯中,再向其中加入一定量10%的碳酸钾溶液,充分反应冷却后过滤、洗涤得到固体A和溶液B,操作步骤如图所示.请你与小组同学共同完成以下探究:
【提出问题1】固体A中的成分是什么?
【猜想与假设】甲同学:只有CaCO3     乙同学:CaCO3,、Ca(OH)2
实验与探究】甲、乙同学为了验证各自的猜想,分别进行了实验:
实验内容实验现象实验结论
甲同学:取少量固体于试管中,向其中加入稀盐酸.有气泡产生自己的猜想正确
乙同学:取少量固体于试管中,加水充分溶解、过滤,向滤液中滴加酚酞溶液溶液由无色变为红色自己的猜想正确
【反思与评价】小组同学讨论后认为,甲同学的实验不能证明他的猜想,理由是加入稀盐酸有气泡只能证明有碳酸钙,不能证明有无氢氧化钙;而乙同学的实验能证明他的猜想,因此小组同学确定了固体A 的成分.
【提出问题2】溶液B中溶质的成分是什么?
【猜想与假设】丙同学:KOH、K2CO3    丁同学:KOH、Ca(OH)2
【表达与交流】结合对固体成分的探究,你认为丁同学猜想正确,理由是固体中含有氢氧化钙,说明溶液中的碳酸钾已完全反应.为了得到纯净的氢氧化钾,需要向溶液B中滴加适量的一种溶液,发生反应的化学方程式为K2C03+Ca(OH)2=CaC03↓+2KOH,小组同学通过相应的实验操作最终制得了氢氧化钾.

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