Question

【題目】已知將CO2通入澄清石灰水中，溶液變渾濁；繼續通CO2氣體，溶液由渾濁又變澄清，反應的化學方程式為_______。某化學興趣小組由此欲探究CO2與NaOH溶液反應后的溶質組成。

（提出問題）CO2與NaOH溶液反應后的溶質由哪些物質組成？

（查閱資料）

①NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O

②鹽酸滴入碳酸鈉溶液中，實際反應分兩步進行：

第一步反應：Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3

第二步反應：NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑

（提出猜想）

猜想1：溶質為Na2CO3

猜想2：溶質為NaHCO3

猜想3：溶質為_______ (填化學式，下同)

猜想4：溶質為_______

（實驗方案）

Ⅰ.甲組同學為確定CO2與NaOH溶液反應后所得溶液中溶質組成，設計如下實驗方案。

（1）向所得溶液中加入足量的CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，過濾后向濾液中加入足量的稀鹽酸，無氣泡產生，則溶質為_______。

（2）向所得溶液中加入足量的CaCl2溶液，若無白色沉淀生成，向溶液中加入足量的稀鹽酸，有氣泡產生，則溶質為_______。

（3）向所得溶液中加入足量的CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，過濾后向濾液中加入足量的稀鹽酸，有氣泡產生，則溶質為_______。

Ⅱ.乙組同學根據甲組同學的猜想，通過定量分析繪制出向所得溶液中逐滴加入稀鹽酸的質量與生成二氧化碳的質量關系示意圖，請根據圖象確定溶質成分。

ANa2CO3　 　B_______

C________　D_______

Answer 1

【答案】CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O ；CaCO3＋H2O＋CO2=Ca(HCO3)2 Na2CO3、NaHCO3 NaOH、Na2CO3 Na2CO3或NaOH和Na2CO3 NaHCO3 Na2CO3和NaHCO3 NaHCO3 NaOH、Na2CO3 Na2CO3、NaHCO3

【解析】

1、二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，向變渾濁的石灰水繼續通CO2氣體，溶液由渾濁又變澄清，是因為二氧化碳、水和碳酸鈣反應生成可溶的碳酸氫鈣，反應的化學方程式為CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O ；CaCO3＋H2O＋CO2=Ca(HCO3)2。

2、[提出猜想]

如果通入適量的二氧化碳與氫氧化鈉反應，反應生成碳酸鈉，則溶質為Na2CO3，猜想1：溶質為Na2CO3；

如果通入過量的二氧化碳與氫氧化鈉反應，反應最后生成NaHCO3，則溶質為NaHCO3，猜想2：溶質為NaHCO3；

如果通入適量的二氧化碳與氫氧化鈉反應，反應生成碳酸鈉，且部分碳酸鈉轉化為碳酸氫鈉，則溶質為Na2CO3、NaHCO3，猜想3：溶質為Na2CO3、NaHCO3；

如果通入少量的二氧化碳與碳酸鈉反應，反應生成碳酸鈉，溶液還有末參與反應的氫氧化鈉，則溶質為NaOH、Na2CO3，猜想4：溶質為NaOH、Na2CO3。

3、[實驗方案]

Ⅰ.（1）向所得溶液中加入足量的CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，則溶液中有碳酸鈉，過濾后向濾液中加入足量的稀鹽酸，無氣泡產生，則溶液中無碳酸氫鈉，也可能有氫氧化鈉，因此溶質為Na2CO3或NaOH和Na2CO3。

（2）向所得溶液中加入足量的CaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則溶液中無碳酸鈉，向溶液中加入足量的稀鹽酸，有氣泡產生，則溶液中有碳酸氫鈉，有碳酸氫鈉就不可能有氫氧化鈉，因此溶質為NaHCO3。

（3）向所得溶液中加入足量的CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，則溶液中有碳酸鈉，過濾后向濾液中加入足量的稀鹽酸，有氣泡產生，則溶液中有碳酸氫鈉，有碳酸氫鈉就不可能有氫氧化鈉，因此溶質為Na2CO3和NaHCO3。

Ⅱ.根據圖象確定溶質成分。

B、圖中曲線從0點出發，說明滴加稀鹽酸立即產生氣體，則溶液中沒有氫氧化鈉，也沒有碳酸鈉，溶質只有NaHCO3；

C、從圖中曲線分析，滴加較多的稀鹽酸后才有氣體產生，則溶液中沒有碳酸氫鈉，只有氫氧化鈉和碳酸鈉，當氫氧化鈉被消耗完，碳酸鈉轉化為碳酸氫鈉時，碳酸氫鈉與鹽酸反應才有氣體產生，溶質有NaOH、Na2CO3；　

D、從圖中曲線分析，滴加少量稀鹽酸反應就有氣體產生，說明溶液中有少量的碳酸鈉和較多的碳酸氫鈉，有碳酸氫鈉就不可能有氫氧化鈉，當碳酸鈉轉化為碳酸氫鈉時，鹽酸與碳酸氫鈉反應有氣體產生，溶質有Na2CO3、NaHCO3。