Question

15．實驗室使用塊狀石灰石（CaCO₃）和稀鹽酸制CO₂，當觀察不到有氣泡產生，固體仍有剩余時，通常認為反應結束，剩余液呈中性．某興趣小組對此進行了以下探究：
【實驗操作】（1）向試管中加入5粒石灰石，傾倒約試管體積$\frac{1}{3}$的稀鹽酸（1：1）；觀察不到氣泡后，仍有固體剩余；將試管靜置．
（2）取上層清液，用pH試紙測得溶液pH=2，說明溶液顯酸性；pH測定中，“上層清液滴到試紙上”的后一步操作是把試紙和標準比色卡對照．
【實驗思考Ⅰ】反應剩余溶液中有哪些物質？其中能使溶液pH=2的有哪些？
【實驗探究Ⅰ】（1）甲同學通過實驗排除了CaCl₂的可能性，簡述其實驗方案取適量氯化鈣溶液于試管中，滴加紫色石蕊試液，石蕊試液不變色．
（2）乙同學將CO₂通入蒸餾水中至飽和，測得pH＞5．
（3）綜合甲、乙兩同學實驗，得出的結論是：剩余溶液中還含有鹽酸．
【實驗思考Ⅱ】試管中剩余固體是否仍含有CaCO₃？
【實驗探究Ⅱ】小組同學向試管中繼續加入稀鹽酸（1：1），又有大量氣泡產生．
（1）由此得出的結論是試管中剩余固體仍含有碳酸鈣；
（2）比較稀鹽酸加入前后的實驗現象，解釋“又有大量氣泡產生”的原因：鹽酸濃度增大．
【拓展延伸】（1）反應剩余液放置一段時間后，溶液pH增大，其主要原因是碳酸鈣和鹽酸繼續反應．
（2）假如用100g14.6%的稀鹽酸和足量的石灰石反應，看不到氣泡產生時，停止收集氣體．收集到的CO₂質量＜（選填“＞”、“＜”、“=”）8.8g．

Answer 1

分析 顯酸性的溶液的pH小于7；
測定溶液pH的方法是：用潔凈干燥的玻璃棒蘸取處理后的廢水，滴在pH試紙上，把變色的pH試紙與標準比色卡對照，即可得溶液的pH；
鹽酸濃度越大，和碳酸鈣反應的越快．

解答 解：【實驗操作】
（2）取上層清液，用pH試紙測得溶液pH=2，說明溶液顯酸性；
pH測定中，“上層清液滴到試紙上”的后一步操作是把試紙和標準比色卡對照．
故填：酸；把試紙和標準比色卡對照．
【實驗探究Ⅰ】
（1）通過實驗排除了CaCl₂的可能性，其實驗方案是：取適量氯化鈣溶液于試管中，滴加紫色石蕊試液，石蕊試液不變色．
故填：取適量氯化鈣溶液于試管中，滴加紫色石蕊試液，石蕊試液不變色．
（3）綜合甲、乙兩同學實驗，得出的結論是：剩余溶液中還含有鹽酸．
故填：鹽酸．
【實驗探究Ⅱ】
小組同學向試管中繼續加入稀鹽酸（1：1），又有大量氣泡產生，由此得出的結論是試管中剩余固體仍含有碳酸鈣；
比較稀鹽酸加入前后的實驗現象，“又有大量氣泡產生”的原因是鹽酸濃度增大，繼續和碳酸鈣反應．
故填：試管中剩余固體仍含有碳酸鈣；鹽酸濃度增大．
【拓展延伸】
（1）反應剩余液放置一段時間后，溶液pH增大，其主要原因是碳酸鈣和鹽酸繼續反應，鹽酸減少，酸性減弱，pH升高．
故填：碳酸鈣和鹽酸繼續反應．
（2）假如用100g14.6%的稀鹽酸和足量的石灰石反應時，根據反應的化學方程式計算可知，生成二氧化碳的質量是8.8g，由于看不到氣泡產生時鹽酸沒有完全反應，導致收集到的CO₂質量＜8.8g．
故填：＜．

點評 實驗現象是物質之間相互作用的外在表現，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．