Question

17、方海同學(xué)在學(xué)習(xí)“常見的堿”時，提出如下問題：
①檢驗少量二氧化碳為什么一般用澄清石灰水而不用NaOH溶液？
②實驗時吸收較多的CO₂為什么一般用NaOH溶液而不用澄清石灰水？
[查閱資料]a.20℃時，熟石灰的溶解度為0.17g；b．熟石灰的溶解度隨著溫度升高而降低．
[實驗探究]在教師指導(dǎo)下，方海同學(xué)進行了如下實驗探究：
探究一、關(guān)于二氧化碳的檢驗
Ⅰ．在甲、乙、丙三支試管中加入等量NaOH或Ca（OH）₂ 溶液（如下圖），在甲、乙中分別通入少量CO₂．

Ⅱ．在實驗后的乙和丙兩種澄清溶液中，分別滴入足量稀鹽酸（如下圖）．

回答問題：
（1）Ⅰ中甲、乙二支試管的現(xiàn)象分別是

甲試管產(chǎn)生白色沉淀（或變渾濁），乙試管無明顯現(xiàn)象

．
（2）Ⅱ中乙試管可觀察到有氣泡產(chǎn)生，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O

；設(shè)計丙試管實驗的目的是

用作乙試管的對比實驗，證明乙試管中CO₂與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)

．
[得出結(jié)論]檢驗少量CO₂一般用石灰水而不用NaOH溶液．
探究二、關(guān)于二氧化碳的吸收
Ⅲ．進行如下圖所示實驗：

[實驗現(xiàn)象]甲試管：液面上升最少；       乙試管：液面上升較甲略高；
丙試管：倒吸接近完全，僅在管底留有一小氣泡．
（3）小剛認(rèn)為，可直接配制10%的石灰水代替甲中0.17%的石灰水，與丙進行對比實驗．你同意小剛的觀點嗎？答：

不同意

（填“同意”或“不同意”），理由是

20℃時，熟石灰的溶解度是0.17g，無法配制出10%的石灰水（或20℃時0.17%的石灰水是飽和溶液，石灰水的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不可能達到10%；其他合理答案也給分）

（4）比較乙、丙中進入試管內(nèi)液體體積，得出的結(jié)論是

NaOH溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，吸收CO₂能力越強

．
[得出結(jié)論]實驗時吸收CO₂選用較濃的NaOH溶液而不用Ca（OH）₂溶液的理由是

吸收時要盡量除盡CO₂，NaOH極易溶于水，形成的溶液濃度大，吸收量多，效益高，而Ca（OH）₂微溶，用它來吸收CO₂要配大量溶液

．
[實驗拓展]為了直觀地觀察到CO₂與NaOH反應(yīng)后的現(xiàn)象，再利用右圖裝置進行實驗．隨著NaOH溶液的滴入，可觀察到的現(xiàn)象是

小氣球逐漸脹大

．

Answer 1

分析：（1）二氧化碳和氫氧化鈣溶液反應(yīng)時能生成不溶于水的白色沉淀，二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應(yīng)時無明顯現(xiàn)象．
（2）碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)有氣體放出，丙試管中是氫氧化鈉溶液與鹽酸反應(yīng)無氣體生成，
（3）Ca（OH）₂的溶解度很小，20℃時，熟石灰的溶解度是0.17g
（4）當(dāng)含有相等質(zhì)量溶質(zhì)的氫氧化鈣溶液和氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳時，吸收二氧化碳質(zhì)量較大的是氫氧化鈣溶液，但是氫氧化鈣的溶解能力很差，在實際操作過程中還是利用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳的效果比石灰水好．

解答：解：（1）二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)能生成碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)能生成碳酸鈉和水
所以CO₂與石灰水作用有明顯實驗現(xiàn)象，與NaOH作用無明顯現(xiàn)象．故填：甲試管產(chǎn)生白色沉淀（或變渾濁），乙試管無明顯現(xiàn)象
（2）乙試管中首先二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成了碳酸鈉，碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)有氣體放出，丙試管中是氫氧化鈉溶液與鹽酸反應(yīng)無氣體生成，而乙試管中有氣體放出，說明了二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成了新物質(zhì)；故填：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O、用作乙試管的對比實驗，證明乙試管中CO₂與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)
（3）因為Ca（OH）₂的溶解度很小，所形成的石灰水中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很小不能直接配制10%的石灰水．故填：不同意；20℃時，熟石灰的溶解度是0.17g，無法配制出10%的石灰水
（4）因為NaOH易溶于水，溶解得多，溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)就大，吸收CO₂能力就越強，Ca（OH）₂的溶解度很小，溶解得少，溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)就小，吸收CO₂能力就越強弱；
故填：NaOH溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，吸收CO₂能力越強、吸收時要盡量除盡CO₂，NaOH極易溶于水，形成的溶液濃度大，吸收量多，效益高，而Ca（OH）₂微溶，用它來吸收CO₂要配大量溶液
[實驗拓展]：二氧化碳被氫氧化鈉所吸收造成內(nèi)部壓強減��；故填：小氣球逐漸脹大

點評：解答本題的關(guān)鍵是要掌握氫氧化鈣和氫氧化鈉與鹽酸、二氧化碳反應(yīng)及其物質(zhì)的溶解度方面的知識，只有這樣才能對問題做出正確的判斷．