Question

甲、乙兩位同學，在實驗室制取CO₂并對CO₂氣體與澄清石灰水的反應新產物進行探究．
[實驗準備]甲、乙兩位同學先與指導老師領取必要儀器和藥品，并組裝了右圖氣體發生裝置：
（1）組裝的氣體發生裝置中各儀器名稱為：雙孔膠塞、導氣管、橡膠管、

 

、

 

．
[對比實驗]甲同學將制得的CO₂氣體通入一支盛有澄清石灰水的試管中產生白色沉淀后立即停止通氣．
（2）甲同學實驗時，試管內發生的化學反應方程式為：

 

；
乙同學也將制得的CO₂氣體通入另一支盛有澄清石灰水問題的試管中，產生白色沉淀后，繼續較長時間通入氣體，發現沉淀逐漸溶解，溶液最后變為澄清．
[問題提出]乙同學實驗最后得到的澄清溶液中的主要成分是什么？有哪些化學性質？帶著問題，經老師點撥指導，兩位同學設計了下面的方案探究：
方案（一）：取乙所得的澄清溶液少量注入一支試管中，用膠頭滴管滴入Na₂CO₃溶液，產生白色沉淀．經過濾將白色沉淀取出洗滌、干燥后置于另一支試管中，滴入稀鹽酸，發現產生氣泡，用燃燒木條伸入試管中，火焰熄滅．
方案（二）：取乙所得的澄清溶液少量注入一支試管中，用膠頭滴管滴入稀鹽酸，發現產生氣泡，用燃燒木條伸入試管中，火焰熄滅．
方案（三）：取乙所得的澄清溶液少量注入一支試管中，加熱至沸騰，有氣泡冒出，并用濕潤的紫色石蕊試紙放在試管口，試紙變紅，溶液同時變渾濁．冷卻后滴入 稀鹽酸，沉淀溶解，產生氣泡，用燃著木條伸入試管，火焰熄滅．
[推測判斷]
（3）方案（一）中的白色沉淀是

 

（填化學符號或名稱均可，下同），由此可推斷乙所得的澄清溶液中含有的陽離子是

 

（H⁺除外）．
（4）方案（二）中產生的氣體是

 

，由此可以推斷乙所得的澄清溶液中含的陰離子是

 

（OH^-除外）
（5）甲、乙兩位同學經過親手操作實驗，并結合九年級化學教材中提到石筍、鐘乳石的形成等知識，認為：乙同學實驗最后所得的澄清溶液中溶質是

 

；其中方案（二）中溶質與稀鹽酸反應的化學方程式為

 

；
由方案（三）的現象可推測澄清溶液中的溶質受熱可轉化為一種不溶鹽，又從化學反應必須遵守質量守恒的規則推知：還應生成另外兩種物質，此反應屬于分解反應，請寫出此化學方程式：

 

．
[思維拓展]
（6）甲、乙兩位同學通過本實驗，結合曾經學習的“木炭與氧氣反應可生成一氧化碳也可生成二氧化碳”的知識，得出一個重要結論：很多化學反應，即使反應條件、反應物相同，但

 

不相同．

Answer 1

分析：（1）根據儀器的圖形和用途填寫儀器的名稱；
（2）根據二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水書寫化學方程式；
（3）-（6）根據反應物和生成物的性質結合質量守恒定律進行分析解答，碳酸鈣和二氧化碳、水反應會生成溶于水的碳酸氫鈣，碳酸氫鈣受熱能分解．書寫物質的化學式和反應的化學方程式時要遵循書寫原則．

解答：解：（1）組裝的氣體發生裝置儀器名稱為：長頸漏斗、錐形瓶．
（2）甲同學實驗時，試管內發生的化學反應是二氧化碳和氫氧化鈣反應，化學方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（3）根據反應前后元素的種類不變分析，乙所得的澄清溶液中含有鈣離子，故加入碳酸鈉后產生白色的 CaCO₃沉淀．
（4）含有碳酸根或碳酸氫根的物質能和鹽酸反應產生 CO₂，因為碳酸鈣不溶于水，故由此可以推斷乙所得的澄清溶液中含的陰離子是 HCO₃^-；
（5）二氧化碳、水和碳酸鈣反應能反應生成溶于水的碳酸氫鈣，故乙同學實驗最后所得的澄清溶液中溶質是 Ca（HCO₃）₂；碳酸氫鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣，水和二氧化碳，化學方程式為 Ca（HCO₃）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O+2CO₂↑；碳酸氫鈣受熱分解又能生成碳酸鈣，水和二氧化碳，化學方程式為
Ca（HCO₃）₂

△   .

CaCO₃↓+H₂O+CO₂↑；
（6）通過對比反應特點，可得出一個重要結論：很多化學反應，即使反應條件、反應物相同，生成物也不相同．
故答案為：（1）長頸漏斗，錐形瓶；（2）CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；（3）CaCO₃，Ca²⁺
（4）CO₂，HCO₃^-；（5）Ca（HCO₃）₂，Ca（HCO₃）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O+2CO₂↑
（5）Ca（HCO₃）₂

△   .

CaCO₃↓+H₂O+CO₂↑  （6）生成物

點評：此題在原有知識的基礎上，進一步探究了二氧化碳、水和碳酸鈣發生的反應，培養了同學們的分析能力和實驗能力，此題難度較大．