Question

4．實驗室一般不用塊狀石灰石與硫酸反應制取二氧化碳，原因是碳酸鈣與硫酸反應生成的硫酸鈣微溶，覆蓋在石灰石的表面阻止與硫酸接觸繼續反應．小明思考能否加入某種物質使其反應繼續進行，他查閱資料后發現，在石灰石與硫酸反應停止后，加入少量氯化鈉固體，能觀察到在較長的時間內一直保持較快且平穩反應并產生氣體．
小明又思考新的問題，加氯化鈉后，石灰石能與硫酸較快地發生反應，在反應中起促進作用是Na⁺、還是Cl^-，還是二者共同作用的結果呢？然后設計了如下實驗：向5支試管里各加入一塊石灰石和5mL濃度為50%的硫酸，待反應停止后，再分別加入約0.2克的KCl、NH₄Cl、CaCl₂、…等固體輕輕振蕩．觀察到的現象記錄于如表：

物質	KCl	NH4Cl	CaCl2	①
現象	繼續發生反應生成二氧化碳氣體，但反應較慢，反應一段時間后就趨于停止．		CaCl2溶解并生成大量的白色固體，但不能繼續發生反應	沒有明顯 可見的現象

（1）石灰石與硫酸反應停止后，加入氯化鈉固體反應繼續進行，其原因可能是氯化鈉能夠增大硫酸鈣在溶液中的溶解度，或氯化鈉能使硫酸鈣在石灰石表面脫落，或氯化鈉能夠破壞碳酸鈣表面的硫酸鈣等；
（2）小明為了驗證Na⁺在實驗中的作用，在上表①處應加入的物質是硝酸鈉；
（3）通過實驗可得出的結論是加快石灰石與硫酸反應是Na⁺與Cl^-共同起作用，Cl^-所起的用比Na⁺大，鈣離子對該反應起抑制作用．

Answer 1

分析 加入氯化鉀或氯化銨時，繼續發生反應生成二氧化碳氣體，但反應較慢，反應一段時間后就趨于停止，說明氯離子對反應進行起到促進作用；加入氯化鈣時，CaCl₂溶解并生成大量的白色固體，但不能繼續發生反應，說明鈣離子對反應進行起到抑制作用；
由以上實驗現象可知，對反應繼續進行起到促進作用的是鈉離子和氯離子；
為了驗證Na⁺在實驗中的作用，在上表①處應加入的物質可以是硝酸鈉，加入硝酸鈉時，沒有明顯可見的現象，說明鈉離子的促進作用不如氯離子明顯．

解答 解：（1）硫酸鈣會阻止反應的進行，但氯化鈉能夠促進反應進行，說明氯化鈉可能會增加硫酸鈣的溶解，或破壞硫酸鈣在碳酸鈣表面的附著等．
故填：氯化鈉能夠增大硫酸鈣在溶液中的溶解度，或氯化鈉能使硫酸鈣在石灰石表面脫落，或氯化鈉能夠破壞碳酸鈣表面的硫酸鈣等．
（2）為了驗證Na⁺在實驗中的作用，在上表①處應加入的物質可以是硝酸鈉．
故填：硝酸鈉．
（3）根據表格現象可知：加快石灰石與硫酸反應是Na⁺與Cl^-共同起作用，Cl^-所起的用比Na⁺大，鈣離子對該反應起抑制作用．
故填：加快石灰石與硫酸反應是Na⁺與Cl^-共同起作用，Cl^-所起的用比Na⁺大，鈣離子對該反應起抑制作用．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．