Question

【題目】某實驗小組同學在探究二氧化碳性質(zhì)實驗時，將二氧化碳通入澄清石灰水，開始看到澄清石灰水變渾濁，繼續(xù)通入二氧化碳結(jié)果又變澄清。小組同學查閱資料發(fā)現(xiàn)是因為沉淀CaCO3轉(zhuǎn)變成了溶于水的Ca(HCO3)2，所以渾濁又變澄清，該小組同學對長時間向液中通入CO2反應后溶液中的溶質(zhì)組成產(chǎn)生了濃厚的興趣。

（提出問題）一定量CO2與NaOH溶液反應后溶質(zhì)組成是什么?

（查閱資料）

①開始通入CO2，CO2與溶液反應的化學方程式為______________________；

②通入過量CO2，繼續(xù)反應的方程式：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3；

③Ca(OH)2與NaCO3、NaHCO3均能反應且有白色沉淀生成；

④較稀的CaCl2液能與Na2CO3溶液反應，而與NaHCO3液不反應；

⑤Na2CO3、NaHCO3溶液均顯堿性。

（提出猜想）

I．溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3

Ⅱ．溶質(zhì)為_____________________

Ⅲ．溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3

Ⅳ．溶質(zhì)為NaHCO3

（設(shè)計實驗）

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
(1)用玻璃棒蘸取反應后溶液，滴在pH試紙上	pH=9	該溶液顯堿性
(2)取反應后溶液少許于試管中，向其中滴加過量的CaCl2溶液	有白色沉淀生成	猜想Ⅳ不成立
(3)將步驟(2)所得的混合物過濾，向濾液中滴加足量的__________________________，振蕩	迅速冒氣泡	猜想Ⅲ成立

Answer 1

【答案】2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O Na2CO3 稀鹽酸

【解析】

[查閱資料]：

二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，方程式為：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；

[提出猜想]：

氫氧化鈉和二氧化碳恰好完全反應時，溶質(zhì)是碳酸鈉，當氫氧化鈉過量時，溶質(zhì)是氫氧化鈉和碳酸鈉，恰好完全反應后，繼續(xù)通二氧化碳，會產(chǎn)生碳酸氫鈉，此時溶質(zhì)是碳酸氫鈉和碳酸鈉，當碳酸鈉消耗完后，溶質(zhì)是碳酸氫鈉。因此猜想Ⅱ中的溶質(zhì)是Na2CO3；

[設(shè)計實驗]：

（2）由于有白色沉淀生成，說明加入的物質(zhì)與溶質(zhì)反應，猜想IV不成立，說明溶質(zhì)不含碳酸氫鈉，題中提到較稀的CaCl2溶液能與Na2CO3溶液反應，而與NaHCO3溶液不反應，所以加入的物質(zhì)是較稀的氯化鈣溶液；
（3）步驟（2）中加入過量的氯化鈣溶液，產(chǎn)生白色沉淀，消耗完了碳酸鈉，繼續(xù)加入物質(zhì)有氣泡產(chǎn)生，可知稀鹽酸和碳酸氫鈉反應能生成二氧化碳氣體，故可以說明溶質(zhì)中含有碳酸氫鈉，加入的物質(zhì)是稀鹽酸，結(jié)合步驟（2）和（3），可以得出猜想Ⅲ是成立的。