题目内容

3．某化学兴趣小组同学用大理石和盐酸反应制取CO2，将制得的气体通人澄清石灰水时，未变浑浊，便产生了好奇．对此展开了探究活动，请你参与探究并填写空格．
提出问题：澄清石灰水未变浑浊的原因是什么？
假设猜想：假设一：石灰水变质          假设二：制得气体中无CO2
探究实验：为探究假设是否成立，小组同学取原试剂瓶中澄清石灰水进行如下实验：
实验操作
实验现象澄清石灰水变浑浊试管1澄清石灰水未变浑浊
试管2澄清石灰水变浑浊
实验结论说明石灰水未变质说明制的气体中有CO2
气体
写出上述实验中澄清石灰水变浑浊的化学方程式CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O
分析推理：通过上述探究，否定了两个假设，小组同学确定澄清石灰水未变浑浊是其他原因造成的．于是他们对反应物进行了分析，根据盐酸的挥发性，推测制得气体中有较多的HCl气体．
验证实验：为了验证推测，小组同学又进行了如下实验：
实验操作
实验现象白色沉淀出现紫色石蕊溶液变红
实验结论有HCl气体有HCl气体
得出结论：澄清石灰水未变浑浊的原因是制得的CO2中有一定量HCl气体．有一定量HCl气体存在时，澄清石灰水为什么不变浑浊？请解释HCl溶于水生成盐酸，CaCO3沉淀能溶解在稀HCl溶液中
评价反思：小组中有一位同学认为：验证实验中不能用紫色石蕊溶液证明HCl气体的存在，原因是二氧化碳通入紫色石蕊试液中，溶液也会变红
再次探究：于是小组同学设计了一组实验装置，既能证明气体中有HCl又能证明CO2存在，还能证明澄清石灰水没变质：

上图装置中①试管中为AgNO3溶液，③试管中为澄清石灰水，则②中你认为是紫色石蕊溶液．
拓展迁移：实验室制取气体要考虑诸多因素，如反应速率是否适中、制得气体是否纯净等．实验室制取CO2通常用大理石或石灰石和稀盐酸，而不用纯净的碳酸钙粉末和稀盐酸，原因是纯净的碳酸钙粉末和稀盐酸反应太快，不利于气体的收集．

分析 根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，方程式的书写方法写出方程式，根据氯化氢溶于水形成盐酸，盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，有盐酸存在就不会出现碳酸钙白色沉淀考虑；根据二氧化碳通入紫色石蕊试液也能变红色；根据反应物接触面积大反应快考虑．

解答 解：探究实验：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以澄清石灰水变浑浊说明含有二氧化碳气体；反应物是二氧化碳和氢氧化钙，生成物是碳酸钙和水，所以方程式为：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；
验证实验：氯化氢溶于水形成盐酸，盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，所以现象是产生白色沉淀；
得出结论：氯化氢溶于水形成盐酸，盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳、水，所以有盐酸存在就不会出现碳酸钙白色沉淀；
评价反思：二氧化碳通入紫色石蕊试液中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸溶液也会使紫色石蕊试液变红；
再次探究：氯化氢气体溶于水形成盐酸，盐酸和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，二氧化碳溶于水显酸性，能使紫色石蕊试液变红，所以可用石蕊试液检验二氧化碳，不用纯净的碳酸钙粉末和稀盐酸值钱二氧化碳的原因：反应物接触面积大反应快，纯净的碳酸钙和稀盐酸反应太快，不便于收集气体．
故答案为：探究实验：CO2；CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；
验证实验：白色沉淀；
得出结论：HCl溶于水生成盐酸，CaCO3沉淀能溶解在稀HCl溶液中；
评价反思：二氧化碳通入紫色石蕊试液中，溶液也会变红；
再次探究：紫色石蕊；纯净的碳酸钙粉末和稀盐酸反应太快，不利于气体的收集．

点评 本题考查实验中常见问题和防止问题的原因，并以实验探究的形式考查二氧化碳制取中可能出现的问题和解决验证的方法，做好此题需要同学们具有综合的化学知识．

练习册系列答案
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②可能是Na2CO3；
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为了验证猜想，他们分别做了下面的实验：
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写出滴加稀盐酸后产生气体的化学方程式：Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
（2）小军取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞溶液，溶液变为红色．由此小军认为猜想①正确．请判断小军所得结论是否正确，并简述理由．不正确；碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色
（3）小红取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加Ca（NO3）2溶液，有白色沉淀产生．由此判断白色粉末中含有Na2CO3 ．小红继续向溶液中滴加Ca（NO3）2溶液至不再产生沉淀，然后过滤．再向滤液中滴加酚酞溶液，溶液变为红色．小红认为猜想③正确．请判断小红的结论又是否正确．正确．在小红所做的实验中，若把Ca（NO3）2溶液换成Ca（OH）2溶液是否可行？请简述理由．不行；加入氢氧化钙后，氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，就无法验证原来混合物中是否含有氢氧化钠了．
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