Question

【題目】小云同學完成如圖實驗：向盛滿CO2氣體的塑料瓶中加入澄清的石灰水，擰緊瓶蓋振蕩。讓她吃驚的是瓶子雖然變癟了，但是并沒有看到白色沉淀。

（發現問題）沉淀哪去了？

（探究環節一）

提出猜想：二氧化碳沒有和氫氧化鈣反應，而是直接溶于水了。于是設計如下實驗進行驗證。

步驟	操作	實驗現象
1	（1）取2個相同規格的軟塑料瓶， 分別集滿二氧化碳氣體 （2）分別向 2 個塑料瓶中注入等體積的氫氧化鈣溶液和蒸餾水， 擰緊瓶蓋，振蕩	2 個塑料瓶都變癟了，但是注入氫氧化鈣溶液的塑料瓶癟的程度更大
2	（1）用pH試紙測反應前氫氧化鈣溶液的酸堿度 （2）向軟塑料瓶中注入適量氫氧化鈣溶液震蕩后，測反應后溶液的 pH 值	反應前氫 氧 化 鈣 溶 液 的 pH 大于 7； 反應后 溶液的pH小于7

（1）小云預期會看到白色沉淀的依據是______________________（寫出反應的化學方程式）

（2）反應后溶液的pH小于7是由于生成了____（寫化學式）；通過分析以上實驗現象，小云得到的結論是_______________________。

（探究環節二）

查閱資料后得知：適量的二氧化碳和氫氧化鈣能發生反應生成難溶于水的碳酸鈣，如果二氧化碳過量，則碳酸鈣會繼續和二氧化碳反應生成可溶性的碳酸氫鈣。（“→”代表反應的方向）CO2+CaCO3+H2O Ca(HCO3)2

提出猜想：實驗中可能二氧化碳過量，反應生成了碳酸氫鈣，所以沒有看到沉淀

步驟	操作	實驗現象
1	取少量的氫氧化鈣溶液于試管中，向其中持續通入CO2氣體	開始產生白色沉淀過一會兒，白色沉淀消失
2	（1）取一個軟塑料瓶，集滿二氧化碳氣體，向其中注入少量的氫氧化鈣溶液，擰緊瓶蓋，振蕩 （2）此時將軟塑料瓶放在熱水浴中加熱 （3）將加熱后的軟塑料瓶冷卻	瓶子變癟 溶液變渾濁 溶液又變澄清
3	（1）取一個軟塑料瓶，集滿二氧化碳氣體，向其中注入少量的氫氧化鈣溶液，擰緊瓶蓋，振蕩 （2）向實驗后的軟塑料瓶中繼續滴加氫氧化鈣溶液	？

實驗結論：猜想成立

（1）實驗步驟2中“改變瓶子的溫度”目的是___________。

（2）實驗步驟3中看到的實驗現象是________________。

Answer 1

【答案】 H2CO3 假設不成立 證明有碳酸氫鈣生成 瓶子變癟，溶液變渾濁

【解析】

探究環節一：

（1）氫氧化鈣能與二氧化碳反應生成碳酸鈣和水，該反應的化學方程式為：；

（2）反應后溶液的pH小于7是由于二氧化碳與水反應生成了碳酸，碳酸顯酸性，使pH＜7；

向 2 個塑料瓶中注入等體積的氫氧化鈣溶液和蒸餾水， 擰緊瓶蓋，振蕩，兩個塑料瓶都變癟，且注入氫氧化鈣溶液的塑料瓶癟的程度更大，說明氫氧化鈣與二氧化碳發生了反應，消耗的二氧化碳多，且氫氧化鈣顯堿性，但向軟塑料瓶中注入適量氫氧化鈣溶液震蕩后，pH＜7，也能說明氫氧化鈣與二氧化碳發生了反應，故得出結論：假設不成立；

探究環節二：（1）由資料可知，適量的二氧化碳和氫氧化鈣能發生反應生成難溶于水的碳酸鈣，如果二氧化碳過量，則碳酸鈣會繼續和二氧化碳反應生成可溶性的碳酸氫鈣，碳酸氫鈣在加熱的條件下會重新分解為碳酸鈣、二氧化碳和水，故實驗步驟2中“改變瓶子的溫度”目的是：證明有碳酸氫鈣生成；

（2）取一個軟塑料瓶，集滿二氧化碳氣體，向其中注入少量的氫氧化鈣溶液，擰緊瓶蓋，振蕩，氫氧化鈣與二氧化碳反應生成碳酸鈣和水，生成的碳酸鈣會繼續和二氧化碳、水反應生成碳酸氫鈣，消耗了二氧化碳，瓶內壓強減小，故瓶子變癟；

向實驗后的軟塑料瓶中繼續滴加氫氧化鈣溶液，氫氧化鈣會和剩余的二氧化碳反應生成碳酸鈣和水，且氫氧化鈣也能與碳酸氫鈣反應生成碳酸鈣，溶液變渾濁，故實驗現象為：瓶子變癟，溶液變渾濁。