Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)在探究二氧化碳性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將二氧化碳通入澄清石灰水，開(kāi)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(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)是因?yàn)槌恋?/span>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(xué)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間向堿溶液中通入CO2反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)組成產(chǎn)生了濃厚的興趣。

（提出問(wèn)題）一定量CO2與NaOH溶液反應(yīng)后溶質(zhì)組成是什么？

（查閱資料）①開(kāi)始通入CO2，CO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：______；

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

③Ca(OH)2與Na2CO3、NaHCO3均能反應(yīng)且有白色沉淀生成；

④CaCl2與Na2CO3能反應(yīng)且有白色沉淀生成，與NaHCO3不反應(yīng)；

⑤NaHCO3溶液顯堿性。

（提出猜想）Ⅰ溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3

Ⅱ溶質(zhì)為_______（填化學(xué)式）

Ⅲ溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3

IV溶質(zhì)為NaHCO3

（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
（1）用玻璃棒蘸取反應(yīng)后溶液，滴在pH試紙上	pH=9	該溶液顯堿性
（2）取反應(yīng)后溶液少許于試管中，向其中滴加過(guò)量的______	有白色沉淀生成	猜想IV不成立
（3）將步驟⑵所得的混合物過(guò)濾，向?yàn)V液中中滴加足量的____，振蕩	迅速冒氣泡	猜想______成立

（討論交流）有同學(xué)提出，實(shí)驗(yàn)步驟⑴是多余的。你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否需要？______ （填“需要”或“不需要”）。

（反思應(yīng)用）用化學(xué)方程式解釋澄清石灰水變渾濁后再通入過(guò)量二氧化碳又會(huì)變澄清的原因：__________。

Answer 1

【答案】2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O Na2CO3 CaCl2溶液 稀鹽酸 Ⅲ 不需要 CaCO3+ H2O+CO2=Ca(HCO3)2

【解析】

[查閱資料]二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)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(yīng)時(shí)，溶質(zhì)是碳酸鈉，當(dāng)氫氧化鈉過(guò)量時(shí)，溶質(zhì)是氫氧化鈉和碳酸鈉，恰好完全反應(yīng)后，繼續(xù)通二氧化碳，會(huì)產(chǎn)生碳酸氫鈉，此時(shí)溶質(zhì)是碳酸氫鈉和碳酸鈉，當(dāng)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(jì)實(shí)驗(yàn)]（2）由于有白色沉淀生成，說(shuō)明加入的物質(zhì)與溶質(zhì)反應(yīng)，猜想IV不成立，說(shuō)明溶質(zhì)不含碳酸氫鈉，題中提到CaCl2溶液能與Na2CO3溶液反應(yīng)，而與NaHCO3溶液不反應(yīng)，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(guò)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，說(shuō)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；

[討論交流]實(shí)驗(yàn)步驟（1）是多余的，因?yàn)樘妓徕c、碳酸氫鈉和氫氧化鈉溶液都顯堿性，pH都大于7；

[反思應(yīng)用] 二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，繼續(xù)通入二氧化碳，又會(huì)發(fā)現(xiàn)其變澄清，是因?yàn)樘妓徕}與水、二氧化碳反應(yīng)生成易溶于水的碳酸氫鈣，反應(yīng)的方程式為
：CaCO3+CO2+H2O═Ca（HCO3）2。
故答案為：[查閱資料]2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
[提出猜想]Na2CO3；
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]（1）CaCl2溶液；（2）稀鹽酸；Ⅲ；（3）不需要； CaCO3+CO2+H2O═Ca（HCO3）2。