Question

化学兴趣小组的同学用稀盐酸（浓度为12.3%）与块状石灰石制取CO₂,并完成CO₂的性质探究,小强同学完成实验后,观察到发生装置中还存在块状石灰石,但已无气泡产生，他认为废液中已无盐酸。老师告诫同学们不要急于下结论，让实验说话。

[问题引入]小强同学用pH试纸测得废液的pH=2,证明溶液显_______________性,可得到的结论是_________________。小林同学接着发问:剩下的块状石灰石中是否含有CaCO₃呢?带着疑问,小林同学取出废液中的石灰石,洗净放入试管中,向其中滴加浓度为12.3%的稀盐酸,立即产生大量气泡，可得到的结论是_________________。

[提出问题]发生装置中盐酸与石灰石都有剩余,为何观察不到反应现象呢?

[猜想与假设]小强猜想:石灰石的颗粒太大,与盐酸接触不充分,观察不到现象;小林猜想:盐酸浓度太低,观察不到现象。

[实验验证]为了验证猜想，老师及时向小强同学提供了纯净的粉末状碳酸钙,他取少量的粉末状碳酸钙于试管中,加入2mL废液，立即产生气泡。小林同学则是将废液中的石灰石洗净置于试管中,加入2 mL浓度为12. 3%的盐酸,也有气泡产生。

[实验结论]依据[实验验证]中的现象，发生装置中盐酸与石灰石共存,却观察不到气泡的原因是_________________。

[拓展延伸]另取适量废液，向其中逐滴滴入碳酸钠溶液,并用pH数字探测仪连续监测，得到如图所示的曲线（pH为纵坐标,时间为横坐标）。

①写出BC段发生反应的化学方程式:_________________。

②CD段pH上升的原因是_________________。

Answer

酸 盐酸没有反应完 剩余的块状石灰石中还含有CaCO3 盐酸浓度太低,同时石灰石与盐酸接触不充分,造成反应速率过慢,观察不到明显的现象. 碳酸钠溶液过量,碳酸钠溶液显碱性

【解析】

[问题引入]

取废液，用pH试纸测得溶液pH=2，说明溶液显酸性，即盐酸没有反应完；取出废液中的石灰石，洗净放入试管中，向其中滴加浓度为12.3%的稀盐酸，立即产生大量气泡，可得到的结论是石灰石中仍含有碳酸钙；

[实验结论]

依据[实验验证]中的现象，发生装置中盐酸与石灰石共存，却观察不到气泡的原因是盐酸浓度太低,同时石灰石与盐酸接触不充分,造成反应速率过慢,观察不到明显的现象；

[拓展延伸]

反应后的溶液中含有氯化钙和氯化氢，滴加碳酸钠溶液时，碳酸钠先与氯化氢反应生成氯化钠、水和二氧化碳，随着氯化氢的消耗，溶液的酸性减弱，pH增大，当pH=7时，氯化氢完全反应，然后碳酸钠再与氯化钙反应生成氯化钠和碳酸钙沉淀，此反应过程中，溶液呈中性，pH=7，当氯化钙完全反应后，继续滴加碳酸钠溶液，溶液呈碱性，pH大于7。

①BC段发生的反应是碳酸钠与氯化钙反应生成氯化钠和碳酸钙沉淀，反应的化学方程式Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl；

②碳酸钠溶液呈碱性，CD段加入的碳酸钠溶液已经过量，不再参加反应，使溶液的碱性增强。所以加入Na2CO3溶液增多，pH升高。