Question

【題目】學習完堿的相關知識后，某興趣小組對“二氧化碳與堿的反應”進行了探究。

（1）甲、乙兩位同學分別進行了如下實驗：

甲同學向盛有二氧化碳的集氣瓶中倒入澄清石灰水，觀察到石灰水先變渾濁，后變澄清；乙同學將二氧化碳通入到澄清石灰水中，觀察到石灰水變渾濁。你認為____________同學的實驗能驗證氫氧化鈣的性質，反應的化學方程式為________________。

（2）實驗小組同學又將CO2通入某濃度的氫氧化鈉溶液中，一段時間后，發現有固體析出。

（提出問題）析出固體的成分是什么？

（猜想與假設）同學們提出以下猜想：

猜想A:Na2CO3；

猜想B:NaHCO3；

猜想C:________________________

（進行實驗）甲同學取少量固體溶于水，滴加無色酚酞溶液，溶液變紅，則認為猜想A正確；乙同學認為甲同學的實驗不合理，理由是________________________。

乙同學設計了以下方案進行驗證：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①取少量固體于試管中，加水充分溶解后，加入過量的_________溶液	無明顯現象	猜想B正確
②在①溶液中加入稀鹽酸	_____________________

（反思交流）該小組同學將二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中，利用數字化技術測定溶液pH值變化，待完全反應后，觀察到溶液中逸出大量氣泡，pH出現兩段S型變化曲線。

（實驗分析）（3）AB段變化的原因可能是_____________________________________。BC段變化的原因可能是_______________。利用實驗驗證變化后的產物，實驗操作為______________________.實驗現象是________________.

Answer 1

【答案】乙 Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O 碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物 碳酸氫鈉溶液也顯堿性 氫氧化鈣 先無現象，后有氣泡產生 二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，堿性減弱 二氧化碳、水和碳酸鈉反應生成碳酸氫鈉，堿性繼續減弱 取最后段的液體加熱至沸騰，將氣體通入澄清石灰水 澄清石灰水變渾濁

【解析】

（1）氫氧化鈣和二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水，甲同學向盛有二氧化碳的集氣瓶中倒入澄清石灰水，觀察到石灰水先變渾濁，后變澄清，氫氧化鈣是過量的，最后生成了溶于水的碳酸氫鈣，乙同學將二氧化碳通入到澄清石灰水中，觀察到石灰水變渾濁，二氧化碳是過量的，最后生成了碳酸鈣，所以乙同學的實驗能驗證氫氧化鈣的性質，化學方程式為：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
（2）[猜想與假設]二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸氫鈉，二氧化碳和碳酸氫鈉反應生成碳酸鈉和水，所以猜想C是碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物；
[進行實驗]碳酸鈉、碳酸氫鈉在溶液都顯堿性，所以乙同學認為甲同學的實驗不合理，理由是：碳酸氫鈉在溶液中也顯堿性；
碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，碳酸氫鈉和酸反應的二氧化碳，所以

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①取少量固體于試管中，加水充分溶解后，加入過量的氫氧化鈣溶液	無明顯現象	猜想B正確
②在①溶液中加入稀鹽酸	先無現象，后有氣泡產生

（3）二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，二氧化碳、水和碳酸鈉反應生成碳酸氫鈉，氫氧化鈉的堿性最強，碳酸氫鈉的堿性最弱，所以
AB段變化的原因可能是二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，堿性減弱；
BC段變化的原因可能是二氧化碳、水和碳酸鈉反應生成碳酸氫鈉，堿性繼續減弱；
碳酸氫鈉受熱易分解生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以利用實驗驗證變化后的產物，實驗操作為取最后段的液體加熱至沸騰，將氣體通入澄清石灰水，實驗現象是澄清石灰水變渾濁，實驗結論是變化后的產物是碳酸氫鈉。

故答案為：（1）乙，Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
（2）[猜想與假設]碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物；
[進行實驗]碳酸氫鈉在溶液中也顯堿性；

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①氫氧化鈣
	先無現象，后有氣泡產生

（3）二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，堿性減弱；
二氧化碳、水和碳酸鈉反應生成碳酸氫鈉，堿性繼續減弱；
取最后段的液體加熱至沸騰，將氣體通入澄清石灰水；澄清石灰水變渾濁。