Question

7．同学们在实验室用块状大理石和5%的稀盐酸反应制取CO₂，观察不到气泡产生时，发现固体还有剩余，对此进行探究（杂质不溶水且不与酸反应）
【提出问题】不再产生气泡的原因是什么？
【猜想假设】猜想一：盐酸已经完全反应；猜想二：剩余固体中无碳酸钙
猜想三：生成物或杂质附着在大理石表面，阻碍反应继续进行
【实验探究一】反应后溶液中是否有盐酸．
（1）小亮取上述反应后的清液，测得溶液pH=2，说明溶液显酸性，由此得出猜想一不成立的结论．
（2）小慧认为此结论不够严谨，还应考虑生成物对溶液酸碱度的影响，补充了如下实验
①取洁净的烧杯，另配制氯化钙溶液，测得溶液pH=7
②取洁净的试管，加入适量水和紫色石蕊溶液，持续通入CO₂，发现溶液变为红色．但小亮认为实验②不能说明CO₂，对溶液酸碱度的影响，他重新改进了实验．
③另取洁净的试管，加入适量水，持续通入CO₂至饱和，测得溶液pH=5.6．
由以上实验可知，该反应的生成物对溶液酸碱度影响不大，猜想一不成立，反应后的溶液中有盐酸．
【实验探究二】剩余固体中是否有碳酸钙．
小亮先振荡反应容器，使剩余固体和液体充分接触，观察到仍无气泡产生．再向容器中滴加少量5%的稀盐酸，又有气泡产生．一段时间后，不再产生气泡，仍有固体剩余．产生气泡的化学方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
由以上实验可知，猜想二和猜想三不成立．
【得出结论】
根据以上实验探究，可得出影响反应能否进行的因素之一是所加盐酸是否足量．
【反思交流】小慧又提出，也可能是反应太慢，无法观察到气泡产生，她设计了如下对比实验：取出【实验探究二】所得的部分清液，放置一段时间后，测得pH为X，同时测得【实验探究二】容器中剩余清液的pH为Y，若X＜Y（填“＞”“=”或“＜”），则她的猜想成立．

Answer 1

分析 本题能使同学们体会到实验探究的一般过程，通过实验分析可知：小亮取上述反应后的清液，测得溶液pH=2，说明溶液显酸性，由此得出猜想一不成立的结论；小慧的实验：①取洁净的烧杯，另配制氯化钙溶液，测得溶液pH=7；根据以上实验探究，可得出影响反应能否进行的因素之一是：所加盐酸是否足量；小慧又提出，也可能是反应太慢，无法观察到气泡产生，她设计了如下对比实验：取出【实验探究二】所得的部分清液，放置一段时间后，反应继续进行，盐酸浓度变小，酸性变弱，PH变大，即X＜Y，则她的猜想成立．

解答 解：【实验探究一】通过实验分析可知：小亮取上述反应后的清液，测得溶液pH=2，说明溶液显酸性，由此得出猜想一不成立的结论；小慧的实验：①取洁净的烧杯，另配制氯化钙溶液，测得溶液pH=7；取洁净的试管，加入适量水和紫色石蕊溶液，持续通入CO₂，发现溶液变为红色，因为二氧化碳和水反应生成碳酸；故答案为：（1）酸；（2）①氯化钙；②红；
【实验探究二】碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳，配平即可，故答案为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
【得出结论】根据以上实验探究，可得出影响反应能否进行的因素之一是：所加盐酸是否足量；故答案为：所加盐酸是否足量；
【反思交流】小慧又提出，也可能是反应太慢，无法观察到气泡产生，她设计了如下对比实验：取出【实验探究二】所得的部分清液，放置一段时间后，反应继续进行，盐酸浓度变小，酸性变弱，PH变大，即X＜Y，则她的猜想成立；故答案为：＜；

点评 实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究．同学们要具体分析，综合掌握．