Question

【題目】石家莊28中化學興趣小組的同學在學習九年級《化學》下冊中的資料卡片“石筍和鐘乳石的形成”時，發現難溶于水的碳酸鈣當遇到溶有二氧化碳的水時，會反應生成溶解性較大的碳酸氫鈣：CaCO3+CO2+H2O＝Ca（HCO3）2，聯想到實驗室中澄清石灰水與二氧化碳反應會生成碳酸鈣：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O，對長時間向堿溶液中通入CO2反應后溶液中的溶質組成產生了濃厚的興趣。

（提出問題）一定量CO2與NaOH溶液反應后的溶質組成是什么？

（查閱資料）（1）通入少量CO2反應的化學方程式為：___。

（2）通入過量CO2，反應的化學方程式為：Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3。

（3）碳酸氫鹽都是可溶于水的，BaCO3難溶于水。

（4）碳酸氫鈉溶液呈堿性。

（提出猜想）（1）溶質為NaOH和Na2CO3； （2）溶質為Na2CO3；（3）溶質為___（填化學式）；（4）溶質為NaHCO3。

（設計實驗）

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
（1）用玻璃棒蘸取反應后溶液，滴在pH試紙上	pH＝9	該溶液顯堿性
（2）取反應后溶液少許于試管中，向其中滴加過 量的___溶液	有___生成	猜想（4）不成立
（3）取步驟（2）中的上層清液，滴入稀鹽酸	有氣泡冒出	猜想（1）和（2） 不成立

（得出結論）猜想（3）成立。

（討論交流）（1）有同學提出，實驗步驟（1）是多余的，你認為該實驗設計是否需要，___（填“需要”或“不需要”）。

（2）同學們又一次把目光投向了教材，發現遇熱或壓強變小時：Ca（HCO3）2＝CaCO3↓+CO2↑+H2O，紛紛提出，干粉滅火器中用NaHCO3滅火的反應原理與之相似，試寫出NaHCO3受熱分解的化學方程式：__。

（反思應用）同學們回憶起實驗室檢驗二氧化碳的情景，心想：如果向澄清石灰水中不斷通入二氧化碳，會看到怎樣的現象呢？請你描述一下：___。

Answer 1

【答案】CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3 NaHCO3和Na2CO3 不需要 白色沉淀生成 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 石灰水先變渾濁，后變澄清

【解析】

[查閱資料]

（1）通入少量二氧化碳時，二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，反應的化學方程式為：CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O；

（2）通入過量CO2，碳酸鈉和水、二氧化碳反應生成碳酸氫鈉，反應的化學方程式為：Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3；

[提出猜想]

（1）部分氫氧化鈉和二氧化碳反應時溶質為NaOH和Na2CO3；

（2）氫氧化鈉恰好和二氧化碳反應時溶質為Na2CO3；

（3）部分碳酸鈉和二氧化碳反應時溶質為NaHCO3和Na2CO3；

（4）碳酸鈉完全和二氧化碳、水反應時溶質為NaHCO3。

故填：NaHCO3和Na2CO3。

[設計實驗]

（2）氯化鋇和碳酸鈉反應生成碳酸鋇白色沉淀，和碳酸氫鈉不反應。取反應后溶液少許于試管中，向其中滴加過量的氯化鋇溶液，產生白色沉淀，說明溶液中含有碳酸鈉，同時除去了溶液中的碳酸鈉；

（3）鹽酸和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，溶液中會產生氣泡。當CO2與NaOH溶液反應后的溶質為NaOH和Na2CO3時，用氯化鋇除掉溶質碳酸鈉后，溶液中的溶質為氯化鈉和氫氧化鈉，滴加鹽酸時，不會產生氣泡；如果溶液中的溶質為Na2CO3，除掉溶質碳酸鈉后，溶液中的溶質為氯化鈉，滴加鹽酸時，不會產生氣泡；取步驟（2）中的上層清液，滴入稀鹽酸，有氣泡冒出，猜想（1）和（2）不成立。

[討論交流]

（1）該實驗設計不需要，這是因為NaOH和Na2CO3、NaHCO3溶液都顯堿性；

（2）NaHCO3受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，反應的化學方程式為：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O；

[反思應用]

如果向澄清石灰水中不斷通入二氧化碳，開始二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，能使澄清石灰水變渾濁，后碳酸鈣和水、二氧化碳反應生成碳酸氫鈣，沉淀消失，液體變澄清。