Question

11．某化學小組為探究二氧化碳的制取及性質(zhì)，設(shè)計了如圖所示實驗．

（1）A 為實驗室制取二氧化碳的發(fā)生裝置，該反應(yīng)的化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
（2）請用化學方程式解釋 D 中紫色石蕊變紅的原因CO₂+H₂O═H₂CO₃
若要證明大理石中含碳酸根離子，只需將 D 中試劑換為澄清的石灰水
（3）用兩種方法收集氣體時，測得 B、C 中氧氣體積分數(shù)隨時間的變化關(guān)系如圖甲所示，你認為能（填“能”或“不能”）用排水法收集二氧化碳．
裝置C 中能減少二氧化碳在水中溶解量的措施有①③（填序號）．
①在水面添加一層植物油  ②收集氣體時不斷振蕩 C  ③用熱水替換冷水
（4）為判別實驗后E中 NaOH 是否還有剩余，取少量實驗后E中溶液于試管中，再應(yīng)選用的試劑有④（填序號）①稀鹽酸②氯化鋇溶液③氫氧化鋇溶液④硫酸銅溶液
（5）將A、E中的剩余物全部倒入同一廢液缸F中，只觀察到有氣泡產(chǎn)生．
（提示：①CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl，②微溶物在生成物中當做可溶物處理）
則F中最終所含溶質(zhì)猜想一定有NaCl、CaCl₂可能有HCl
進一步設(shè)計實驗證明是否含有可能存在的物質(zhì)

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取F中的剩余溶液少量于試管中，加入Al2O3（合理均可）	白色固體溶解	該物質(zhì)存在

Answer 1

分析 （1）據(jù)實驗室制取二氧化碳的原理解答；
（2）根據(jù)二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸，碳酸可使石蕊變紅，及碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成使石灰水變渾濁的二氧化碳分析；
（3）根據(jù)圖甲、影響氣體溶解度的因素分析解答；
（4）根據(jù)氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)的現(xiàn)象分析解答；
（5）A中大理石和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣，E中二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水、還有過量的氫氧化鈉；將A、E中的剩余物全部倒入同一廢液缸F中，只觀察到有氣泡產(chǎn)生，說明A中鹽酸過量，可與E中碳酸鈉、氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉，故F中最終溶液一定含有氯化鈉和氯化鈣，可能含有過量的鹽酸，并據(jù)鹽酸化學性質(zhì)設(shè)計實驗．

解答 解：（1）稀鹽酸與大理石（其主要成分是碳酸鈣）反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應(yīng)方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
（2）二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸，碳酸可使石蕊變紅，反應(yīng)方程式是：CO₂+H₂O═H₂CO₃；要證明大理石中含碳酸根離子，只需將D中試劑換為澄清的石灰水，澄清的石灰水變渾濁，說明大理石和鹽酸反應(yīng)生成了二氧化碳，從而證明大理石中含有碳酸根離子；
（3）通過圖甲可知隨著反應(yīng)的進行，排水法收集的氧氣體積分數(shù)減少的速度快，所以可用排水法收集較純的二氧化碳；在水面添加一層植物油可防止二氧化碳溶于水，由于氣體的溶解度隨溫度的升高而減小，用熱水替換冷水可減少二氧化碳在水中溶解量；
（4）為判別E中NaOH是否還有剩余，應(yīng)向E中加入的試劑是硫酸銅溶液，因為硫酸銅可與氫氧化鈉反應(yīng)生成藍色的氫氧化銅沉淀，所以可據(jù)是否有藍色沉淀生成判斷是否有氫氧化鈉剩余；
（5）A中大理石和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣，E中二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水、還有過量的氫氧化鈉；將A、E中的剩余物全部倒入同一廢液缸F中，只觀察到有氣泡產(chǎn)生，說明A中鹽酸過量，可與E中碳酸鈉、氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉，故F中最終溶液一定含有氯化鈉和氯化鈣，可能含有過量的鹽酸；
據(jù)實驗現(xiàn)象白色固體溶解，結(jié)論該物質(zhì)存在，說明F中含有鹽酸，且與加入的白色固體反應(yīng)，據(jù)鹽酸可與金屬氧化物、堿、鹽反應(yīng)，加入的白色固體可能是不溶于水的氧化鋁；
故答案為：
（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
（2）CO₂+H₂O═H₂CO₃；澄清的石灰水；
（3）能；①③；
（4）④；
（5）NaCl、CaCl₂；      HCl；

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
Al2O3   （合理均可）	白色固體溶解	該物質(zhì)存在

點評 本題考查了常見氣體的制取、二氧化碳的性質(zhì)、碳酸根離子的檢驗、物質(zhì)的鑒別及反應(yīng)原理的書寫等．綜合性較強，在檢驗反應(yīng)后溶液中是否含有鹽酸時，要利用酸的性質(zhì)進行相關(guān)問題的分析，能較好考查學生分析、解決問題的能力．