Question

【题目】某实验小组同学在探究二氧化碳性质实验时，将二氧化碳通入澄清石灰水，开始看到澄清石灰水变浑浊，继续通入二氧化碳结果又变澄清。小组同学查阅资料发现是因为沉淀CaCO3转变成了溶于水的Ca(HCO3)2，所以浑浊又变澄清，该小组同学对长时间向液中通入CO2反应后溶液中的溶质组成产生了浓厚的兴趣。

（提出问题）一定量CO2与NaOH溶液反应后溶质组成是什么?

（查阅资料）

①开始通入CO2，CO2与溶液反应的化学方程式为______________________；

②通入过量CO2，继续反应的方程式：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3；

③Ca(OH)2与NaCO3、NaHCO3均能反应且有白色沉淀生成；

④较稀的CaCl2液能与Na2CO3溶液反应，而与NaHCO3液不反应；

⑤Na2CO3、NaHCO3溶液均显碱性。

（提出猜想）

I．溶质为NaOH和Na2CO3

Ⅱ．溶质为_____________________

Ⅲ．溶质为Na2CO3和NaHCO3

Ⅳ．溶质为NaHCO3

（设计实验）

实验步骤	实验现象	实验结论
(1)用玻璃棒蘸取反应后溶液，滴在pH试纸上	pH=9	该溶液显碱性
(2)取反应后溶液少许于试管中，向其中滴加过量的CaCl2溶液	有白色沉淀生成	猜想Ⅳ不成立
(3)将步骤(2)所得的混合物过滤，向滤液中滴加足量的__________________________，振荡	迅速冒气泡	猜想Ⅲ成立

Answer 1

【答案】2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O Na2CO3 稀盐酸

【解析】

[查阅资料]：

二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；

[提出猜想]：

氢氧化钠和二氧化碳恰好完全反应时，溶质是碳酸钠，当氢氧化钠过量时，溶质是氢氧化钠和碳酸钠，恰好完全反应后，继续通二氧化碳，会产生碳酸氢钠，此时溶质是碳酸氢钠和碳酸钠，当碳酸钠消耗完后，溶质是碳酸氢钠。因此猜想Ⅱ中的溶质是Na2CO3；

[设计实验]：

（2）由于有白色沉淀生成，说明加入的物质与溶质反应，猜想IV不成立，说明溶质不含碳酸氢钠，题中提到较稀的CaCl2溶液能与Na2CO3溶液反应，而与NaHCO3溶液不反应，所以加入的物质是较稀的氯化钙溶液；
（3）步骤（2）中加入过量的氯化钙溶液，产生白色沉淀，消耗完了碳酸钠，继续加入物质有气泡产生，可知稀盐酸和碳酸氢钠反应能生成二氧化碳气体，故可以说明溶质中含有碳酸氢钠，加入的物质是稀盐酸，结合步骤（2）和（3），可以得出猜想Ⅲ是成立的。