Question

【題目】溶洞都分布在石灰巖組成的山洞中，石灰巖的主要成分是碳酸鈣，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，化學方程式為_____。某化學興趣小組同學思考：若向碳酸鈉溶液中通入一定量二氧化碳，是否能生成碳酸氫鈉？于是他們開始實驗探究。（不考慮二氧化碳和碳酸作為溶質的情況）

（提出問題）所得溶液中所含溶質成分是什么？

（查閱資料）碳酸氫鈉溶液呈堿性。

（作出猜想）猜想一：溶質為Na2CO3；猜想二：溶質為NaHCO3；猜想三：溶質為_____。

（設計實驗）

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①取所得溶液少許于試管中，向其中滴加過量CaCl2溶液	有白色沉淀生成	猜想二_____（填“成立”或“不成立”）
②取實驗步驟①中上層清液，滴加適量稀鹽酸	_____	猜想一不成立

（得出結論）猜想三成立，證明二氧化碳通入碳酸鈉溶液生成了碳酸氫鈉。寫出實驗步驟②中發生反應的化學方程式：_____。

（討論交流）碳酸氫鈉的俗名叫_____。小明同學認為：向碳酸鈉溶液中通入一定量二氧化碳后，再向所得溶液中滴加幾滴酚酞溶液，溶液變紅就能證明一定有碳酸氫鈉生成。小紅同學對小明同學的結論提出質疑，其理由是_____。

（拓展應用）同學們回憶起實驗室用澄清石灰水檢驗二氧化碳的情景，結合上述知識，如果向一定量的澄清石灰水中不斷通入二氧化碳氣體，下列圖像能正確反映生成的碳酸鈣沉淀與二氧化碳的質量之間的變化關系的是_____（填序號）。

Answer 1

【答案】CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2 Na2CO3、NaHCO3 不成立 有氣泡冒出 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 小蘇打 碳酸鈉溶液顯堿性，也能使酚酞試液變紅色 A

【解析】

碳酸鈣和二氧化碳的水溶液反應生成溶解性較大的碳酸氫鈣，反應的化學方程式為：CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2；故填：CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2。

[作出猜想]

根據反應的產物和反應物是否反應完全，可提出如下猜想：猜想一，溶質為Na2CO3；猜想二：溶質為NaHCO3；猜想三：溶質為Na2CO3、NaHCO3。故填：Na2CO3、NaHCO3。

[設計實驗]

①取所得溶液少許于試管中，向其中滴加過量的CaCl2溶液，產生白色沉淀，說明溶液中含有碳酸鈉；

②取實驗步驟①中上層清液，滴加適量稀鹽酸，產生氣泡，說明溶液中含有碳酸氫鈉，則猜想一不成立，實驗過程如下所示：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①取所得溶液少許于試管中，向其中滴加過量的CaCl2溶液	有白色沉淀生成	猜想二不成立
②取實驗步驟①中上層清液，滴加適量稀鹽酸	有氣泡冒出	猜想一不成立

故填：不成立；有氣泡冒出。

[得出結論]

實驗步驟②中，碳酸氫鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應的化學方程式為：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。故填：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。

[討論交流]

碳酸氫鈉的俗名叫小蘇打；因為碳酸鈉溶液顯堿性，也能使酚酞試液變紅色，所以小紅同學對小明同學的結論產生質疑。故填：小蘇打；碳酸鈉溶液顯堿性，也能使酚酞試液變紅色。

[拓展應用]
二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，碳酸鈣和水、二氧化碳反應生成碳酸氫鈣，反應的化學方程式及其質量關系為：

由以上質量關系可知，44份質量的二氧化碳反應生成100份質量的碳酸鈣，100份質量的碳酸鈣恰好和44份質量的二氧化碳反應生成碳酸氫鈣，因此圖象應該是沉淀的質量隨二氧化碳的質量先增大后減少至0，即A圖象能正確反映生成的碳酸鈣沉淀與二氧化碳的質量之間的變化關系。故填：A。