Question

某實驗小組的同學(xué)用碳酸鈉粉末、粒狀大理石、稀鹽酸、濃鹽酸、稀硫酸這幾種藥品，探究哪兩種藥品的反應(yīng)適合在實驗室制取CO₂氣體．請你參與下列的探究并回答問題．
[提出問題]上述酸和碳酸鹽的反應(yīng)是否適合在實驗室制取CO₂氣體．
[方案設(shè)計]大家經(jīng)過討論，一致認(rèn)為濃鹽酸不適合用于實驗室制取CO₂氣體，原因是濃鹽酸揮發(fā)出的HCl氣體混于CO₂中，使制得的氣體不純．小明設(shè)計了右圖裝置來除去CO₂中HCl，洗氣瓶中盛裝的液體可以是______（填序號）．
①濃硫酸　　　　　�、谔妓釟溻c溶液　　　 ③氫氧化鈉溶液　　　④澄清石灰水
[實驗與結(jié)論]
該小組設(shè)計了三個實驗進(jìn)行對比

（1）請你填寫實驗C的實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論

實驗	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
A	劇烈反應(yīng)，迅速放出大量氣體	反應(yīng)速度過快，氣體不便收集，不宜用于實驗室制取CO2
B	產(chǎn)生氣泡，速度迅速減慢，幾秒鐘后反應(yīng)幾乎停止	無法持續(xù)產(chǎn)生氣體，不能用于實驗室制取CO2
C	______	______

（2）根據(jù)實驗探究，實驗室制取CO₂的化學(xué)反應(yīng)原理為（用化學(xué)方程式表示）______．
[拓展遷移]
將上述實驗C反應(yīng)后的混合物過濾．對濾液中的溶質(zhì)，小聰同學(xué)提出了以下三種猜想：
①溶質(zhì)是HCl；②溶質(zhì)是CaCl₂；③溶質(zhì)是HCl和CaCl₂
該小組成員一起討論后認(rèn)為，上述三種猜想中有一種是不合理的，你認(rèn)為不合理的猜想是______（填序號）．對小聰?shù)牧硗鈨煞N合理猜想，請你設(shè)計實驗，并根據(jù)不同現(xiàn)象說明溶液中的溶質(zhì)屬于哪一種猜想______．

Answer 1

解：【方案設(shè)計】除去CO₂中HCl，洗氣瓶中盛裝的液體既要吸收鹽酸又不能與二氧化碳反應(yīng)，題中濃硫酸不能吸收鹽酸，氫氧化鈉和石灰水都與二氧化碳反應(yīng)，只有碳酸氫鈉適合，故選②；
【實驗與結(jié)論】
（1）實驗A：碳酸鈉粉末易溶于水，與鹽酸接觸面積大，劇烈反應(yīng)，迅速放出大量氣體，不利于氣體收集；
實驗B：粒狀大理石與稀硫酸反應(yīng)，生成硫酸鈣微溶于水，附著在大理石表面，產(chǎn)生氣泡，速度迅速減慢，幾秒鐘后反應(yīng)幾乎停止，無法持續(xù)產(chǎn)生氣體；
實驗C：粒狀大理石與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)速率均勻、適中，持續(xù)放出氣體，便于氣體的收集，適合實驗室制取CO₂；
（2）制取二氧化碳的反應(yīng)原理為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
【拓展與遷移】實驗室制取CO₂的化學(xué)反應(yīng)原理可知，實驗C反應(yīng)后的混合物過濾，對濾液中的溶質(zhì)可能為溶質(zhì)是CaCl₂或HCl和CaCl₂，不可能只有HCl；要驗證猜想可利用兩種猜想中溶質(zhì)性質(zhì)的不同來設(shè)計實驗，如氯化鈣溶液為中性，溶質(zhì)為含有HCl和CaCl₂的溶液為酸性，可滴加紫色石蕊試液來驗證．
故答案為：
【方案設(shè)計】②；
【實驗與結(jié)論】
（1）

產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)速率均勻、適中，持續(xù)放出氣體

產(chǎn)生氣體的速率均勻、適中，便于收集氣體，適合實驗室制取CO2

（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
①取濾液少許于試管中，向其中滴加幾滴紫色石蕊試液，若不出現(xiàn)紅色，則說明是猜想②；若出現(xiàn)紅色，則說明是猜想③（合理都給分）．
分析：根據(jù)氣體除雜的原則，既能除掉雜氣又不能引人新雜質(zhì)選擇洗氣液；實驗室制取二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)原理進(jìn)行分析解答本題．
點評：本題綜合考查了二氧化碳的實驗室制法，并進(jìn)一步探究了反應(yīng)原理，提高了同學(xué)們對實驗室制取二氧化碳的認(rèn)識．