实验室制二氧化碳废液成分的探究及反思
作者：李华
来源：《中国教育技术装备》2013年第29期
        1 提出问题
        二氧化碳是人们比较熟悉的一种气体，因为它是人类不可缺少的空气的成分之一。因此，无论什么版本的初中化学教材，都把二氧化碳和氧气放在一起，作为研究气体性质和制取方法的典型。实验室制取二氧化碳的原料综合各方面因素考虑，一般选择块状的大理
石或石灰石和稀盐酸。在制备过程中，当反应发生装置中观察不到有气泡产生，液体不再翻滚，一般就认为反应结束了；若在反应发生装置中仍有大块状固体残留，一般就认为反应后固体有剩余，盐酸全部作用完，剩余液呈中性。
        但事实是否果真如此？在大试管中加入5粒石灰石，倾倒约试管体积1/3的稀盐酸（1：1），观察不到气泡后，将反应剩余液静置一会儿，取上层清液用pH试纸测其pH值，发现pH值约为1或2，说明废液呈酸性。那废液为什么呈酸性？而此时大试管中依然有固体，难道残留的固体就是石灰石中不与盐酸反应的难溶性杂质吗？难道在这些固体中就没有碳酸钙的存在了吗？基于这些疑惑，笔者进行了相关实验，来研究石灰石与稀盐酸作用后不再有气泡产生时，废液中究竟有些什么成分？若废液呈酸性，剩余的固体成分中是否还有碳酸钙？
        2 实验并对实验进行分析
        2.1 实验
        在大试管中加入5粒左右石灰石，倾倒约试管体积1/3的稀盐酸（1：1）。
        2.2 分析
        从以上实验和现象不难看出，当石灰石与稀盐酸反应时，在固体表面看不到气泡时，废液还是呈较强的酸性，原因主要有两点：一是当反应几乎停止后，废液中还残留有盐酸；二是废液中溶解有二氧化碳。
        为排除二氧化碳的干扰，将废液进行加热（表1，实验1），二氧化碳逸出后，溶液仍然呈酸性，可以充分说明废液中残留有盐酸；而此时盐酸浓度已经变得很稀，反应并没有停止，只是反应速率变得极其缓慢，用肉眼观察不到气泡而已。因此，在实验后的固体残留物中再加少许稀盐酸（1：1）（表1，实验2），由于酸溶液浓度增大，反应速率加快，在残留固体表面又有大量气泡冒出。由于在反应过程中，石灰石表面的碳酸钙逐渐被盐酸所消耗，固体中的碳酸钙分布不均匀，固体表面碳酸钙的质量分数变小，使得盐酸与碳酸钙的接触面积变小，也促使反应速率变慢。

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