Question

【題目】某課外興趣小組的同學(xué)對(duì)二氧化碳的制取和性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)探究。

（實(shí)驗(yàn)回顧）（1）實(shí)驗(yàn)室用大理石與稀鹽酸制取二氧化碳的化學(xué)方程式為_______________。

（2）下圖可用于實(shí)驗(yàn)室制取CO2發(fā)生裝置的是__________（填字母）。

（實(shí)驗(yàn)探究）CO2與NaOH溶液反應(yīng)

（查閱資料）

（1）過量CO2通入NaOH溶液，發(fā)生兩步反應(yīng)。

第一步：____________________________（用化學(xué)方程式表示）

第二步：Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3

（2）Na2CO3和NaHCO3部分溶解度表

溫度/℃	0	15	20	30	40	50	60
NaHCO3/g	6.9	8.72	9.6	11.1	12.7	14.45	16.4
Na2CO3/g	7.1	13.25	21.8	39.7	48.8	47.3	46.4

（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）在室溫為15℃時(shí)，將10gNaOH固體完全溶解于80g水中，而后勻速通入CO2，同時(shí)用傳感器測定溶液的pH變化，結(jié)果如圖1所示。多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。

（1）通過圖像分析，NaHCO3溶液顯_____（填“酸性”、“中性”或“堿性”）。

（2）為了確定M點(diǎn)溶液的成分，同學(xué)們進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	初步實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取樣，滴加過量的BaCl2溶液	產(chǎn)生白色沉淀	含有Na2CO3、NaOH
②在①反應(yīng)后的上層清液中滴加____	_____

（3）實(shí)驗(yàn)過程中，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)18min后溶液的pH基本不再變化，則此時(shí)溶液中可觀察到的現(xiàn)象是______________________________。

（拓展延伸）某同學(xué)向等體積、含等碳原子數(shù)的碳酸氫鈉和碳酸鈉溶液中，分別逐滴加入相同濃度的稀鹽酸，測得消耗鹽酸與生成CO2的質(zhì)量之間關(guān)系如圖2、圖3所示。(忽略CO2在水中的溶解)

（1）圖2中A點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)是_________（寫化學(xué)式 ），圖3中從B點(diǎn)開始的變化關(guān)系與圖2完全重合,圖3中B點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)是__________（寫化學(xué)式）。

（2）寫出OB段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________。

Answer 1

【答案】CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O BCD 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 堿性 酚酞溶液 溶液變紅（或其他合理答案） 有白色固體（或沉淀，或渾濁，或有晶體析出） NaCl 、HCl NaHCO3、NaCl Na2CO3+HCl= NaHCO3+ NaCl

【解析】

[實(shí)驗(yàn)回顧]（1）大理石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳。實(shí)驗(yàn)室通過該原理制取二氧化碳。故答案為：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O；

（2）通過（1）可知，實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w的發(fā)生裝置為固液混合不加熱裝置。則可以選擇B、C、D三種發(fā)生裝置。故答案為：BCD；

[查閱資料]（1）將二氧化碳?xì)怏w通入氫氧化鈉溶液中，氫氧化鈉和二氧化碳會(huì)反應(yīng)，生成碳酸鈉和水。故答案為：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；

[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]（1）通過圖像可知，碳酸氫鈉的水溶液的pH值大于7，則溶液呈堿性。故答案為：堿性；

（2）向樣品中加入過量的氯化鋇溶液，氯化鋇和碳酸鈉能反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉。則此時(shí)，若溶液中含有氫氧化鈉，則溶液顯堿性。則向反應(yīng)后的濾液中加入無色酚酞，若觀察到溶液變紅，則證明溶液顯堿性，則可以證明M點(diǎn)溶液的成分是碳酸鈉和氫氧化鈉。故答案為：酚酞溶液、溶液變紅；

（3）實(shí)驗(yàn)過程中，18min后溶液的pH值基本不變，說明反應(yīng)后所得碳酸氫鈉溶液已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)，碳酸氫鈉不能繼續(xù)溶解，此時(shí)燒杯中的現(xiàn)象為有白色沉淀生成。故答案為：有白色固體（或沉淀，或渾濁，或有晶體析出）；

[拓展延伸]（1）圖2中A點(diǎn)表示二氧化碳已經(jīng)停止產(chǎn)生一段時(shí)間了，則證明此時(shí)溶液應(yīng)該為稀鹽酸過量。碳酸氫鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳。則此時(shí)溶液中的溶質(zhì)為氯化鈉和鹽酸。圖3表示向碳酸鈉溶液中加稀鹽酸，OB段沒有氣體生成，則證明此時(shí)，碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化鈉，然后B點(diǎn)后表示碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w直到稀鹽酸過量。則B點(diǎn)的溶質(zhì)為：碳酸氫鈉和氯化鈉。故答案為：NaCl和HCl

、NaHCO3和NaCl；

（2）根據(jù)（1）的分析可知，OB段是碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化鈉。故答案為：Na2CO3+HCl= NaHCO3+ NaCl。