题目内容

8．某化学兴趣小组同学用大理石和盐酸反应制取CO2，将制得的气体通入澄清石灰水时，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得的气体中有CO2或二氧化碳气体
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
实验现象出现白色沉淀紫色石蕊溶液变红
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溶于水形成盐酸，无法生成碳酸钙沉淀．
【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．
【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和稀盐酸，原因是反应太快不便于控制．

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；
【拓展迁移】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或二氧化碳；CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；
【验证实验】白色沉淀；
【得出结论】HCl溶于水形成盐酸，无法生成碳酸钙沉淀；
【评价反思】二氧化碳通入紫色石蕊试液中，溶液也会变红；
【拓展迁移】反应太快不便于控制．

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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18．市场上食盐的品种丰富，有碘盐、锌盐、钙盐、硒盐等．这些食盐中含的碘，、锌、钙、硒等是指元素（选填“原子”、“离子”、“元素”或“单质”），生活中可以通过煮沸方法来降低水的硬度；现代居民家中的天然气、煤气中常加入一种有臭味的物质（硫醇），其作用是便于及时发现煤气泄漏；若相同条件下，气体体积比等于分子数比．由原来煤气改为天然气后，则灶具的调整方法是减小燃料（填“燃料”或“空气”）的进气量．
19．下面是对四个实验绘制的图形，其中实验结果与图形对应准确的是（　　）
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（2）正常人每天从食物中需摄入锰3～9毫克．这里的锰指的是元素（填“元素”、“原子”、“分子”或“单质”）．
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13．氧化铜（CuO）是一种黑色固体，可溶于稀硫酸中．某同学想知道是稀硫酸中的H+、H2O和SO42-中的哪种粒子能使氧化铜溶解．请你和他一起通过如图所示三个实验来完成这次探究活动．
（1）你们可能提出的假设是：
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（2）通过实验（I）可以证明假设①不成立；
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（5）氢气还原氧化铜实验后，试管内壁上往往留有一层薄薄的“铜镜”，设计了如下实验步骤来除去“铜镜”．请写出实验原理（用化学方程式表示）将试管放在酒精灯上加热至铜镜变黑2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；加入稀硫酸充分反应：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O．
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（2）图二中粒子的符号可表示为S2-，则X=16，它和铁形成的一种化合物的化学式为FeS，其中铁元素的化合价为+2．
17．以下实验现象描述不正确的是（　　）
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18．碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的盐．通过实验验证、探究它们的化学性质．
【查阅资料】
①Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
②2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O
③Ca（HCO3）2易溶于水．
④CaCl2溶液分别与NaHCO3、Na2CO3溶液等体积混合的现象（表中的百分数为溶液中溶质的质量分数）：
NaHCO3Na2CO3
0.1%1%5%0.1%
CaCl20.1%无明显现象有浑浊有浑浊有浑浊
1%无明显现象有浑浊有浑浊，有微小气泡有沉淀
5%无明显现象有浑浊有沉淀，有大量气泡有沉淀
【进行实验】
序号实验装置主要实验步骤实验现象
实验1向2支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3溶液，再分别滴加盐酸2支试管中均有气泡产生
实验2向II中加入试剂a，向I中加入少量Na2CO3或NaHCO3固体，分别加热一段时间Na2CO3受热时II中无明显现象
NaHCO3受热时II中出现浑浊
实验3向II中加入试剂a，向I中加入少量5%的NaHCO3溶液，再滴加5%的CaCl2溶液I中出现浑浊，有气泡产生
II中出现浑浊
【解释与结论】
（1）实验1中，NaHCO3与盐酸反应的化学方程式为NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑．
（2）实验2中，试剂a为澄清的石灰水．
（3）实验3中，NaHCO3与CaCl2反应的化学方程式为：2NaHCO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O．
【反思与评价】
（1）实验2中，加热NaHCO3后，试管I中残留固体成分可能为Na2CO3；Na2CO3，NaHCO3（写出所有可能）．
（2）资料④中，NaHCO3溶液与CaCl2溶液混合的现象中，有些只观察到浑浊，未观察到气泡，原因可能是CaCl2溶液的溶质质量分数较小，生成的CO2量较少，CO2溶于水，因此没有气泡．
（3）用2中不同的方法鉴别Na2CO3和NaHCO3固体，实验方案分别为：①各取少量0.1%的NaHCO3和Na2CO3加入等质量的5%的CaCl2溶液，若无明显现象，则为NaHCO3，若观察到浑浊则为Na2CO3．②各取少量Na2CO3和NaHCO3固体于实验2装置中，分别加热一段时间，若观察到澄清石灰水变浑浊，固体为NaHCO3，若观察到无明显现象，固体为Na2CO3．

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