Question

【題目】某課外興趣小組的同學對二氧化碳的制取和性質進行相關探究。

（實驗回顧）（1）實驗室用大理石與稀鹽酸制取二氧化碳的化學方程式為_______________。

（2）下圖可用于實驗室制取CO2發生裝置的是__________（填字母）。

（實驗探究）CO2與NaOH溶液反應

（查閱資料）

（1）過量CO2通入NaOH溶液，發生兩步反應。

第一步：____________________________（用化學方程式表示）

第二步：Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3

（2）Na2CO3和NaHCO3部分溶解度表

溫度/℃	0	15	20	30	40	50	60
NaHCO3/g	6.9	8.72	9.6	11.1	12.7	14.45	16.4
Na2CO3/g	7.1	13.25	21.8	39.7	48.8	47.3	46.4

（實驗設計）在室溫為15℃時，將10gNaOH固體完全溶解于80g水中，而后勻速通入CO2，同時用傳感器測定溶液的pH變化，結果如圖1所示。多次重復實驗，所得實驗結果基本一致。

（1）通過圖像分析，NaHCO3溶液顯_____（填“酸性”、“中性”或“堿性”）。

（2）為了確定M點溶液的成分，同學們進行如下實驗：

實驗步驟	實驗現象	初步實驗結論
①取樣，滴加過量的BaCl2溶液	產生白色沉淀	含有Na2CO3、NaOH
②在①反應后的上層清液中滴加____	_____

（3）實驗過程中，同學們發現18min后溶液的pH基本不再變化，則此時溶液中可觀察到的現象是______________________________。

（拓展延伸）某同學向等體積、含等碳原子數的碳酸氫鈉和碳酸鈉溶液中，分別逐滴加入相同濃度的稀鹽酸，測得消耗鹽酸與生成CO2的質量之間關系如圖2、圖3所示。(忽略CO2在水中的溶解)

（1）圖2中A點溶液中的溶質是_________（寫化學式 ），圖3中從B點開始的變化關系與圖2完全重合,圖3中B點溶液中的溶質是__________（寫化學式）。

（2）寫出OB段發生反應的化學方程式______________________________。

Answer 1

【答案】CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O BCD 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 堿性 酚酞溶液 溶液變紅（或其他合理答案） 有白色固體（或沉淀，或渾濁，或有晶體析出） NaCl 、HCl NaHCO3、NaCl Na2CO3+HCl= NaHCO3+ NaCl

【解析】

[實驗回顧]（1）大理石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳。實驗室通過該原理制取二氧化碳。故答案為：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O；

（2）通過（1）可知，實驗室制取二氧化碳氣體的發生裝置為固液混合不加熱裝置。則可以選擇B、C、D三種發生裝置。故答案為：BCD；

[查閱資料]（1）將二氧化碳氣體通入氫氧化鈉溶液中，氫氧化鈉和二氧化碳會反應，生成碳酸鈉和水。故答案為：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；

[實驗設計]（1）通過圖像可知，碳酸氫鈉的水溶液的pH值大于7，則溶液呈堿性。故答案為：堿性；

（2）向樣品中加入過量的氯化鋇溶液，氯化鋇和碳酸鈉能反應生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉。則此時，若溶液中含有氫氧化鈉，則溶液顯堿性。則向反應后的濾液中加入無色酚酞，若觀察到溶液變紅，則證明溶液顯堿性，則可以證明M點溶液的成分是碳酸鈉和氫氧化鈉。故答案為：酚酞溶液、溶液變紅；

（3）實驗過程中，18min后溶液的pH值基本不變，說明反應后所得碳酸氫鈉溶液已經達到飽和狀態，碳酸氫鈉不能繼續溶解，此時燒杯中的現象為有白色沉淀生成。故答案為：有白色固體（或沉淀，或渾濁，或有晶體析出）；

[拓展延伸]（1）圖2中A點表示二氧化碳已經停止產生一段時間了，則證明此時溶液應該為稀鹽酸過量。碳酸氫鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳。則此時溶液中的溶質為氯化鈉和鹽酸。圖3表示向碳酸鈉溶液中加稀鹽酸，OB段沒有氣體生成，則證明此時，碳酸鈉和稀鹽酸反應生成碳酸氫鈉和氯化鈉，然后B點后表示碳酸氫鈉和鹽酸反應生成二氧化碳氣體直到稀鹽酸過量。則B點的溶質為：碳酸氫鈉和氯化鈉。故答案為：NaCl和HCl

、NaHCO3和NaCl；

（2）根據（1）的分析可知，OB段是碳酸鈉和稀鹽酸反應生成碳酸氫鈉和氯化鈉。故答案為：Na2CO3+HCl= NaHCO3+ NaCl。