中考化学复习热点题型碳酸钙与盐酸反应探究

中考化学复习热点题型碳酸钙与盐酸反应探究

碳酸钙与盐酸反应探究 例1 某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后(用石灰石和稀盐酸制取)，对反应后反应器内的剩余溶液的溶质成分产生了兴趣，他们继续进行了以下实验探究。‎ ‎【分析推断】根据制取二氧化碳的反应原理，可以确定剩余溶液中一定含有氯化钙。但其中是否含有氯化氢需要通过实验来证明。若剩余溶液显酸性(含有H+)，说明含有氯化氢。‎ ‎【查阅资料】碳酸钙不溶于水，氢氧化钙微溶于水，氯化钙溶液呈中性。‎ ‎【实验过程】将剩余的溶液倒入烧杯中，微热后冷却到室温。‎ 实验操作 实验现象 实验结论 甲同学 取烧杯中溶液少许于试管中，向其中滴加____________‎ 现象：溶液变为红色 溶液显酸性(含有H+)；溶质中有氯化氢。‎ 乙同学 取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量锌粒 现象：________________‎ 反应的化学方程式是：‎ ‎____________________‎ 丙同学 取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量石灰石 现象：_________________‎ ‎【拓展提高】若要从剩余溶液中得到尽可能多的纯净的氯化钙固体，同学们认为可以向剩余溶液中加入稍过量的___________(填化学式)，经__________、蒸发等操作后即可完成。‎ 解析 从实验结论看，反应后的溶液显酸性，则可根据酸的化学性质来验证，显然，甲同学是利用石蕊遇酸变红色的性质，乙同学是利用活泼金属与酸反应产生H2的性质，丙同学是利用碳酸盐与酸反应生成CO2的性质，以上三条性质都具有明显的现象，都可以证明溶液显酸性的结论；要得到纯净的CaCl2，最好向溶液中加入稍过量的CaCO3，因为CaCO3能与盐酸反应生成CaCl2，且CaCO3不溶于水，过量的部分通过过滤可以除去。‎ 答案 紫色石蕊试液 锌粒逐渐溶解，有气泡产生 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 石灰石逐渐溶解，有气泡产生 CaCO3 过滤 例2 某研究性学习小组将CaCO3与HCl反应后的废物进行处理，目的是制取中性干燥剂CaCl2。得到固体后，他们对固体的成分进行了如下探究： ‎ ‎【提出猜想】‎ 猜想一：只有CaCl2 猜想二：CaCl2和CaCO3 猜想三：CaCl2和HCl 通过讨论，大家认为“猜想三”不成立，理由是______________________。‎ ‎【实验探究】‎ 操作 现象 结论 步骤一 仍有少量固体未溶解 猜想_______成立 步骤二 产生______________‎ ‎(1)写出有关反应的化学方程式：_____________________。‎ ‎(2)实验结束后，同学们根据复分解反应发生的条件，总结出得到CaCl2的不同途径，[‎ 如：①Ca(OH)2+YCln→CaCl2+Z↓，那么Z可能是______________(填一种即可)；②CaXm+YCln→CaCl2+H2O，则“YCln”属于______________类物质。‎ 解析 因为CaCl2是固体，盐酸是液体，故猜想三不成立；步骤一，说明样品中含有难溶于水的CaCO3；未溶固体CaCO3可与盐酸反应产生气泡，说明猜想二成立；因复分解反应发生的条件是有沉淀或气体或水生成，则Z应是一种难溶性碱，如Cu(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2、Zn(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)2等；反应②生成了盐和水，由质量守恒定律可知YCln应属于酸类物质。‎ 答案 【提出猜想】CaCl2是固体，盐酸是液体(盐酸是液体、盐酸易挥发合理均可)‎ ‎【实验探究】气泡(或气体) 二 ‎(1)CaCO3 +2HCl=CaCl2 +CO2↑+H2O ‎(2)①Cu(OH)2[Fe(OH)3、Mg(OH)2、Zn(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)2等难溶性碱；或氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化铝、氢氧化亚铁也给] ②酸 例3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。‎ 解析 【实验探究一】(1)pH=2时溶液呈中性，pH＞7是溶液呈碱性，pH＜7是溶液呈酸性，反应后溶液pH=2，说明溶液显酸性。(2)①碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，生成物中氯化钙溶液呈中性；②二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变为红色。【实验探究二】产生的气泡为稀盐酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳气体，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。【得出结论】‎ 反应后剩余物质中仍然存在大理石、稀盐酸，却没有气泡产生，再加入稀盐酸又有气泡产生，说明溶液中稀盐酸的浓度过小不会产生二氧化碳气体，即反应物的浓度影响反应能否进行。【反思交流】若猜想成立，则容器中的稀盐酸与大理石反应使溶液的pH变大，因此容器中剩余清液的pH偏大，即X＜Y。‎ 答案 【实验探究一】(1)酸 (2)①氯化钙(或CaCl2) ②红 ‎ ‎【实验探究二】CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑‎ ‎【得出结论】反应物的浓度大小 ‎【反思交流】＜‎