Question

3．某化學(xué)興趣小組同學(xué)用大理石和鹽酸反應(yīng)制取CO₂，將制得的氣體通人澄清石灰水時，未變渾濁，便產(chǎn)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(shè)猜想：假設(shè)一：石灰水變質(zhì)          假設(shè)二：制得氣體中無CO₂
探究實驗：為探究假設(shè)是否成立，小組同學(xué)取原試劑瓶中澄清石灰水進行如下實驗：

實驗操作
實驗現(xiàn)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(jié)論	說明石灰水未變質(zhì)	說明制的氣體中有CO2 氣體

寫出上述實驗中澄清石灰水變渾濁的化學(xué)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(shè)，小組同學(xué)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(yīng)物進行了分析，根據(jù)鹽酸的揮發(fā)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(xué)又進行了如下實驗：

實驗操作
實驗現(xiàn)象	白色沉淀出現(xiàn)	紫色石蕊溶液變紅
實驗結(jié)論	有HCl氣體	有HCl氣體

得出結(jié)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溶于水生成鹽酸，CaCO₃沉淀能溶解在稀HCl溶液中
評價反思：小組中有一位同學(xué)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
再次探究：于是小組同學(xué)設(shè)計了一組實驗裝置，既能證明氣體中有HCl又能證明CO₂存在，還能證明澄清石灰水沒變質(zhì)：

上圖裝置中①試管中為AgNO₃溶液，③試管中為澄清石灰水，則②中你認為是紫色石蕊溶液．
拓展遷移：實驗室制取氣體要考慮諸多因素，如反應(yīng)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粉末和稀鹽酸，原因是純凈的碳酸鈣粉末和稀鹽酸反應(yīng)太快，不利于氣體的收集．

Answer 1

分析 根據(jù)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(jù)氯化氫溶于水形成鹽酸，鹽酸與硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀，有鹽酸存在就不會出現(xiàn)碳酸鈣白色沉淀考慮；根據(jù)二氧化碳通入紫色石蕊試液也能變紅色；根據(jù)反應(yīng)物接觸面積大反應(yīng)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(yīng)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(yīng)生成氯化銀白色沉淀，所以現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀；
得出結(jié)論：氯化氫溶于水形成鹽酸，鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳、水，所以有鹽酸存在就不會出現(xiàn)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(yīng)生成碳酸，碳酸溶液也會使紫色石蕊試液變紅；
再次探究：氯化氫氣體溶于水形成鹽酸，鹽酸和硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀，二氧化碳溶于水顯酸性，能使紫色石蕊試液變紅，所以可用石蕊試液檢驗二氧化碳，不用純凈的碳酸鈣粉末和稀鹽酸值錢二氧化碳的原因：反應(yīng)物接觸面積大反應(yīng)快，純凈的碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)太快，不便于收集氣體．
故答案為：探究實驗：CO₂；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
驗證實驗：白色沉淀；
得出結(jié)論：HCl溶于水生成鹽酸，CaCO₃沉淀能溶解在稀HCl溶液中；
評價反思：二氧化碳通入紫色石蕊試液中，溶液也會變紅；
再次探究：紫色石蕊；純凈的碳酸鈣粉末和稀鹽酸反應(yīng)太快，不利于氣體的收集．

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(xiàn)的問題和解決驗證的方法，做好此題需要同學(xué)們具有綜合的化學(xué)知識．