(2019·广东)某化学兴趣小组用石灰石和盐酸制取一瓶CO₂,验满后,将澄清石灰水倒入集气瓶中,发现没有变浑浊。兴趣小组对这个异常现象进行了探究。

(提出问题)澄清石灰水为什么没有变浑浊?

(查阅资料)(1)CO₂过量时,CaCO₃沉淀会转化为可溶于水的Ca(HCO₃)₂。

(2)AgCl不溶于稀硝酸。

(提出猜想)Ⅰ.石灰水已完全变质;

Ⅱ.　　　　　　　　　　　　　; 

Ⅲ.CO₂中混有HCl。

(实验方案)兴趣小组用原药品继续制取CO₂,并进行探究。制备CO₂的化学方程式为                        

                                                                                         　。 

(实验结论)制取的CO₂气体中混入了HCl,所以澄清石灰水没有变浑浊。

(交流讨论)若要收集到纯净、干燥的CO₂,需将混合气体依次通入饱和NaHCO₃溶液和　　　　　　　。 

(拓展思考)回忆课本中收集呼出气体的操作后,同学们尝试用排水法收集一瓶CO₂,倒入澄清石灰水后,石灰水变浑浊。你认为该实验成功的原因是　                                                  (写一点)。 

答案

(提出猜想)二氧化碳过量(或石灰水不足)

(实验方案) CaCO₃+2HClCaCl₂+H₂O+CO₂↑

(1)碳酸钠(或可溶性碳酸盐)　

(2)澄清石灰水不变浑浊

(3)AgNO₃(或硝酸银)　产生白色沉淀

AgNO₃+HClAgCl↓+HNO₃

(交流讨论)浓硫酸

(拓展思考)排水法能收集到CO₂(或排水过程中除掉了HCl,合理即可)

解析：(提出猜想)资料中显示,二氧化碳过量时,碳酸钙沉淀会转化为可溶于水的碳酸氢钙,所以收集二氧化碳后倒入澄清石灰水,没有变浑浊,可能是二氧化碳过量或石灰水量不足。

(实验方案)实验室用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为CaCO₃+2HClCaCl₂+H₂O+CO₂↑。(1)猜想Ⅰ不成立,则石灰水没有变质,澄清石灰水中加入碳酸钠溶液,氢氧化钙与碳酸钠反应产生白色沉淀,证明石灰水未变质。(2)猜想Ⅱ不成立,则将少量气体通入盛有澄清石灰水的试管中,澄清石灰水不变浑浊。(3)猜想Ⅲ成立,则证明气体中有氯化氢气体。将气体通入硝酸银溶液中,再加稀硝酸,有白色沉淀生成,证明有氯离子存在,进而证明二氧化碳中混有氯化氢气体,化学方程式为AgNO₃+HClAgCl↓+HNO₃。(交流讨论)二氧化碳可用浓硫酸干燥,所以要收集到纯净、干燥的二氧化碳,将混合气体通入饱和碳酸氢钠溶液除去杂质氯化氢,再通入浓硫酸进行干燥。(拓展思考)实验成功的原因是二氧化碳能溶于水,如果反应产生的二氧化碳足够多,可用排水法收集一瓶二氧化碳;因为HCl极易溶于水,在排水过程中除掉了HCl。