Question

【题目】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（杂质不溶于水且不与酸反应）。

（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_____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_____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_____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_____。

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_____。

（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

【答案】酸氯化钙或CaCl2 ；红CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑反应物的浓度大小＞

【解析】

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，剩余清液反应继续进行，盐酸浓度变小，酸性变弱，pH变大，即X＞Y，则她的猜想成立。

（1）酸性物质的pH范围为0~7，故该溶液为酸性；

（2）①考虑生成物对反应的酸碱度的影响，则应该配制生成物的溶液，即氯化钙溶液；

②石蕊溶液遇到酸性物质变成红色，遇到碱性物质变成蓝色，将二氧化碳通入水中，会生成碳酸溶液，碳酸为酸性，故溶液变成红色；

【实验探究二】加入少量酸后，有气泡产生，说明碳酸钙与盐酸发生反应生成了二氧化碳，化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；

【得出结论】

由实验一的结论可知，反应后的溶液中仍有盐酸，但是不与剩余固体中的碳酸钙反应，向容器滴加少量5%的稀盐酸后，盐酸浓度增大，反应进行，可以判断反应物的浓度是影响反应进行的重要因素；

【反思交流】

所得清液取出部分仍然含有低浓度的盐酸，而剩下部分中盐酸继续反应，浓度减小，溶液pH增大，故X＞Y。