Question

7．同學們在實驗室用塊狀大理石和5%的稀鹽酸反應制取CO₂，觀察不到氣泡產生時，發(fā)現固體還有剩余，對此進行探究（雜質不溶水且不與酸反應）
【提出問題】不再產生氣泡的原因是什么？
【猜想假設】猜想一：鹽酸已經完全反應；猜想二：剩余固體中無碳酸鈣
猜想三：生成物或雜質附著在大理石表面，阻礙反應繼續(xù)進行
【實驗探究一】反應后溶液中是否有鹽酸．
（1）小亮取上述反應后的清液，測得溶液pH=2，說明溶液顯酸性，由此得出猜想一不成立的結論．
（2）小慧認為此結論不夠嚴謹，還應考慮生成物對溶液酸堿度的影響，補充了如下實驗
①取潔凈的燒杯，另配制氯化鈣溶液，測得溶液pH=7
②取潔凈的試管，加入適量水和紫色石蕊溶液，持續(xù)通入CO₂，發(fā)現溶液變?yōu)榧t色．但小亮認為實驗②不能說明CO₂，對溶液酸堿度的影響，他重新改進了實驗．
③另取潔凈的試管，加入適量水，持續(xù)通入CO₂至飽和，測得溶液pH=5.6．
由以上實驗可知，該反應的生成物對溶液酸堿度影響不大，猜想一不成立，反應后的溶液中有鹽酸．
【實驗探究二】剩余固體中是否有碳酸鈣．
小亮先振蕩反應容器，使剩余固體和液體充分接觸，觀察到仍無氣泡產生．再向容器中滴加少量5%的稀鹽酸，又有氣泡產生．一段時間后，不再產生氣泡，仍有固體剩余．產生氣泡的化學方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
由以上實驗可知，猜想二和猜想三不成立．
【得出結論】
根據以上實驗探究，可得出影響反應能否進行的因素之一是所加鹽酸是否足量．
【反思交流】小慧又提出，也可能是反應太慢，無法觀察到氣泡產生，她設計了如下對比實驗：取出【實驗探究二】所得的部分清液，放置一段時間后，測得pH為X，同時測得【實驗探究二】容器中剩余清液的pH為Y，若X＜Y（填“＞”“=”或“＜”），則她的猜想成立．

Answer 1

分析 本題能使同學們體會到實驗探究的一般過程，通過實驗分析可知：小亮取上述反應后的清液，測得溶液pH=2，說明溶液顯酸性，由此得出猜想一不成立的結論；小慧的實驗：①取潔凈的燒杯，另配制氯化鈣溶液，測得溶液pH=7；根據以上實驗探究，可得出影響反應能否進行的因素之一是：所加鹽酸是否足量；小慧又提出，也可能是反應太慢，無法觀察到氣泡產生，她設計了如下對比實驗：取出【實驗探究二】所得的部分清液，放置一段時間后，反應繼續(xù)進行，鹽酸濃度變小，酸性變弱，PH變大，即X＜Y，則她的猜想成立．

解答 解：【實驗探究一】通過實驗分析可知：小亮取上述反應后的清液，測得溶液pH=2，說明溶液顯酸性，由此得出猜想一不成立的結論；小慧的實驗：①取潔凈的燒杯，另配制氯化鈣溶液，測得溶液pH=7；取潔凈的試管，加入適量水和紫色石蕊溶液，持續(xù)通入CO₂，發(fā)現溶液變?yōu)榧t色，因為二氧化碳和水反應生成碳酸；故答案為：（1）酸；（2）①氯化鈣；②紅；
【實驗探究二】碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣和水和二氧化碳，配平即可，故答案為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
【得出結論】根據以上實驗探究，可得出影響反應能否進行的因素之一是：所加鹽酸是否足量；故答案為：所加鹽酸是否足量；
【反思交流】小慧又提出，也可能是反應太慢，無法觀察到氣泡產生，她設計了如下對比實驗：取出【實驗探究二】所得的部分清液，放置一段時間后，反應繼續(xù)進行，鹽酸濃度變小，酸性變弱，PH變大，即X＜Y，則她的猜想成立；故答案為：＜；

點評 實驗探究題是近幾年中考的熱點之一，它包括實驗方法和過程的探究，實驗結論和實驗規(guī)律的探究等．本題通過實驗資料和實驗分析，得到了正確的結論，屬于結論性探究．同學們要具體分析，綜合掌握．