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)對長時(shí)間向液中通入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開始通入CO2，CO2與溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________；

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

③Ca(OH)2與NaCO3、NaHCO3均能反應(yīng)且有白色沉淀生成；

④較稀的CaCl2液能與Na2CO3溶液反應(yīng)，而與NaHCO3液不反應(yīng)；

⑤NaHCO3溶液顯堿性。

（提出猜想）

I．溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3

Ⅱ．溶質(zhì)為____________

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，向其中滴加過量的___________	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?yàn)V液中滴加足量的__________，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(1)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）

清石灰水變渾濁后再通入二氧化碳又會(huì)變澄清的原因是_______________________________(寫化學(xué)方程式)

Answer 1

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

【解析】

查閱資料：

CO2與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；

提出猜想：

根據(jù)通入少量CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，通入過量CO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3可作出如下猜想：溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3；溶質(zhì)為Na2CO3；溶質(zhì)為NaHCO3和Na2CO3；溶質(zhì)為NaHCO3。猜想Ⅱ.溶質(zhì)為Na2CO3；

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：

根據(jù)“較稀的CaCl2溶液能與Na2CO3溶液反應(yīng),而與NaHCO3溶液不反應(yīng)”可知，若猜想IV不成立，則溶液中不存在NaHCO3，加入較稀的CaCl2溶液產(chǎn)生沉淀；較稀的CaCl2溶液能與Na2CO3溶液反應(yīng)生成碳酸鈣和氯化鈉，步驟(2)中加入了過量的較稀的CaCl2溶液，步驟(2)所得的混合物中沒有碳酸鈉，碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，所以將步驟(2)所得的混合物過濾，向?yàn)V液中滴加足量的鹽酸振蕩，迅速產(chǎn)生氣泡，步驟(2)所得的混合物中存在碳酸氫鈉，猜想Ⅲ成立。因此：

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,向其中滴加過量的較稀的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?yàn)V液中滴加足量的鹽酸振蕩	迅速冒氣泡	猜想Ⅲ成立

討論交流：

氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液都是顯堿性溶液，都能使酚酞試液變紅色。實(shí)驗(yàn)步驟(1)是多余的，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是不需要；

反思應(yīng)用：

根據(jù)以上分析可知，澄清石灰水變渾濁后再通入二氧化碳又會(huì)變澄清的原因是沉淀CaCO3轉(zhuǎn)變成了溶于水的Ca(HCO)2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO3+CO2+H2O==Ca(HCO3)2。