Question

8．某化學興趣小組同學用大理石和鹽酸反應制取CO₂，將制得的氣體通入澄清石灰水時，未變渾濁，便產生了好奇，對此展開了探究活動，請你參與探究并填寫空格．
【提出問題】澄清石灰水未變渾濁的原因是什么？
【假設猜想】假設一：石灰水變質　　　　假設二：制得氣體中無CO₂
【探究實驗】為探究假設是否成立，小組同學取原試劑瓶中澄清石灰水進行如下實驗：

實驗操作
實驗現象	澄清石灰水變渾濁	試管①澄清石灰水未變渾濁 試管②澄清石灰水變渾濁
實驗結論	說明石灰水未變質	說明制得的氣體中有CO2或二氧化碳氣體

寫出上述實驗中澄清石灰水變渾濁的化學方程式：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
【分析推理】通過上述探究，否定了兩個假設，小組同學確定澄清石灰水未變渾濁是其他原因造成的．于是他們對反應物進行了分析，根據鹽酸的揮發性，推測制得氣體中有較多的HCl氣體．
【驗證實驗】為了驗證推測，小組同學又進行了如下實驗：

實驗操作
實驗現象	出現白色沉淀	紫色石蕊溶液變紅
實驗結論	有HCl氣體	有HCl氣體

【得出結論】澄清石灰水未變渾濁的原因是制得的CO₂中有一定量HCl氣體．
有一定量HCl氣體存在時，澄清石灰水為什么不變渾濁？請解釋：HCl溶于水形成鹽酸，無法生成碳酸鈣沉淀．
【評價反思】小組中有一位同學認為驗證實驗中不能用紫色石蕊溶液證明HCl氣體的存在，原因是二氧化碳通入紫色石蕊試液中，溶液也會變紅．
【拓展遷移】實驗室制取氣體要考慮諸多因素，如反應速率是否適中、制得氣體是否純凈等．實驗室制取CO₂通常用大理石或石灰石和稀鹽酸，而不用純凈的碳酸鈣和稀鹽酸，原因是反應太快不便于控制．

Answer 1

分析 根據二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，方程式的書寫方法寫出方程式，根據氯化氫溶于水形成鹽酸，鹽酸與硝酸銀反應生成氯化銀白色沉淀，有鹽酸存在就不會出現碳酸鈣白色沉淀考慮；根據二氧化碳通入紫色石蕊試液也能變紅色；根據反應物接觸面積大反應快考慮．

解答 解：[探究實驗]二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以澄清石灰水變渾濁說明含有二氧化碳氣體；反應物是二氧化碳和氫氧化鈣，生成物是碳酸鈣和水，所以方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
【驗證實驗】氯化氫溶于水形成鹽酸，鹽酸與硝酸銀反應生成氯化銀白色沉淀，所以現象是產生白色沉淀；
【得出結論】氯化氫溶于水形成鹽酸，鹽酸與碳酸鈣反應生成氯化鈣、二氧化碳、水，所以有鹽酸存在就不會出現碳酸鈣白色沉淀；
【評價反思】二氧化碳通入紫色石蕊試液中，二氧化碳與水反應生成碳酸，碳酸溶液也會使紫色石蕊試液變紅；
【拓展遷移】反應物接觸面積大反應快，純凈的碳酸鈣和稀鹽酸反應太快，不便于收集氣體．
故答案為：【探究實驗】CO₂或二氧化碳；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
【驗證實驗】白色沉淀；
【得出結論】HCl溶于水形成鹽酸，無法生成碳酸鈣沉淀；
【評價反思】二氧化碳通入紫色石蕊試液中，溶液也會變紅；
【拓展遷移】反應太快不便于控制．

點評 本題考查實驗中常見問題和防止問題的原因，并以實驗探究的形式考查二氧化碳制取中可能出現的問題和解決驗證的方法，做好此題需要同學們具有綜合的化學知識．