Question

【題目】梅老師帶領(lǐng)的化學(xué)興趣小組在學(xué)習(xí)資料卡片“石筍和鐘乳石的形成”時(shí)，發(fā)現(xiàn)難溶于水的CaCO3當(dāng)遇到溶有CO2的水時(shí)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)：CaCO3+CO2+H2O= Ca(HCO3)2，反應(yīng)生成的Ca(HCO3)2溶解性較大。聯(lián)想到實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)CO2時(shí)，將氣體通入澄清石灰水中能生成CaCO3。若長(zhǎng)時(shí)間往澄清石灰水中通入CO2會(huì)產(chǎn)生什么樣的現(xiàn)象呢？如果長(zhǎng)時(shí)間向堿溶液中通入二氧化碳又會(huì)如何反應(yīng)？小章和小麗決定用小燒杯盛裝一定量的氫氧化鈉溶液并不斷通入二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行探究。

【提出問(wèn)題】

氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳一段時(shí)間后，溶液中會(huì)有什么溶質(zhì)？

【查閱資料】

(1)通入少量的二氧化碳時(shí)，NaOH與CO2能反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。

(2)通入過(guò)量的二氧化碳時(shí)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+CO2+H2O= 2NaHCO3

(3)碳酸氫鹽都能溶于水

(4)Na2CO3、NaHCO3的溶液呈堿性、BaCl2呈中性

【提出猜想】

(1)溶質(zhì)有NaOH、Na2CO3； (2)溶質(zhì)為Na2CO3；

(3)溶質(zhì)是___________________(填化學(xué)式)； (4)溶質(zhì)全部是NaHCO3

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①用試管取少量小燒杯中反應(yīng)后的溶液，滴加幾滴________試液(填酸堿指示劑)	溶液變紅色	該溶液顯堿性
②將小燒杯中反應(yīng)后剩下的溶液進(jìn)行稱(chēng)量，然后滴加過(guò)量的BaCl2溶液	有_________生成	猜想(4)不成立
③取步驟②靜置后的上層清液， 滴入稀鹽酸	有氣泡冒出	猜想(1)和(2)不成立

【得出結(jié)論】猜想(3)成立

【討論交流】

(1)小王同學(xué)提出實(shí)驗(yàn)步驟①是多余的。你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)_______________(填“需要”或“不需要”)，理由______________________。

(2)將實(shí)驗(yàn)步驟②剩下混合物進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥、稱(chēng)量。發(fā)現(xiàn)所得沉淀質(zhì)量等于步驟②中所稱(chēng)量的溶液質(zhì)量的十分之一，試計(jì)算氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳一段時(shí)間后，溶液中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________________。(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，最后結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)

(3)驗(yàn)證二氧化碳性質(zhì)時(shí)，如果長(zhǎng)時(shí)間向澄清石灰水中通入二氧化碳會(huì)看到什么樣的現(xiàn)象呢？請(qǐng)你描述一下：_____________________。

【知識(shí)拓展】

梅老師引導(dǎo)同學(xué)們?cè)俅窝凶x教材，發(fā)現(xiàn)遇熱或壓強(qiáng)變小時(shí)，Ca(HCO3)2又能反應(yīng)生成CaCO3，并告訴同學(xué)們，干粉滅火器中用NaHCO3滅火的原理與之類(lèi)似，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)方程式_______，在生活中，NaHCO3還有許多用處，請(qǐng)說(shuō)出一種____________。

Answer 1

【答案】 2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O Na2CO3、NaHCO3 酚酞 白色沉淀 不需要 NaOH、Na2CO3和NaHCO3都呈堿性 5.38% 剛開(kāi)始產(chǎn)生沉淀，繼續(xù)通入二氧化碳，沉淀逐漸消失 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑+H2O 發(fā)酵粉 、 治療胃酸過(guò)多等

【解析】探究向盛裝一定量的氫氧化鈉溶液的燒杯中不斷通入二氧化碳?xì)怏w后溶液的成分�！咎岢鰡�(wèn)題】氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳一段時(shí)間后，溶液中會(huì)有什么溶質(zhì)？【查閱資料】(1)通入少量的二氧化碳時(shí)，NaOH與CO2能反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O。(2)通入過(guò)量的二氧化碳時(shí)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+CO2+H2O= 2NaHCO3。(3)碳酸氫鹽都能溶于水(4)Na2CO3、NaHCO3的溶液呈堿性、BaCl2呈中性�！咎岢霾孪搿�(1)溶質(zhì)有NaOH、Na2CO3；(2)溶質(zhì)為Na2CO3；(3)溶質(zhì)是Na2CO3、NaHCO3； (4)溶質(zhì)全部是NaHCO3。【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①用試管取少量小燒杯中反應(yīng)后的溶液，滴加幾滴酚酞 試液(填酸堿指示劑)	溶液變紅色，酚酞試液遇堿變紅。	該溶液顯堿性
②將小燒杯中反應(yīng)后剩下的溶液進(jìn)行稱(chēng)量，然后滴加過(guò)量的BaCl2溶液	有白色沉淀生成，碳酸鈉溶液與BaCl2溶液反應(yīng)生成碳酸鋇白色沉淀和氯化鈉。	猜想(4)不成立
③取步驟②靜置后的上層清液， 滴入稀鹽酸	有氣泡冒出，碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳。	猜想(1)和(2)不成立

【得出結(jié)論】猜想(3)成立�！居懻摻涣鳌�(1)實(shí)驗(yàn)步驟①是多余的。該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不需要，理由是NaOH、Na2CO3和NaHCO3 溶液都呈堿性。(2)將實(shí)驗(yàn)步驟②剩下混合物進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥、稱(chēng)量。發(fā)現(xiàn)所得沉淀質(zhì)量等于步驟②中所稱(chēng)量的溶液質(zhì)量的十分之一，氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳一段時(shí)間后，溶液中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為∶

解∶設(shè)溶液中碳酸鈉質(zhì)量為y,實(shí)驗(yàn)步驟②剩下混合物進(jìn)行過(guò)濾所得沉淀質(zhì)量為xg,則步驟②中所稱(chēng)量的溶液質(zhì)量為10xg

Na2CO3＋BaCl2＝BaCO3↓＋2NaCl

106 197

yg x

＝ ,y＝0.538x。

溶液中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為∶×100％＝53.8％。

(3)驗(yàn)證二氧化碳性質(zhì)時(shí)，如果長(zhǎng)時(shí)間向澄清石灰水中通入二氧化碳會(huì)看到剛開(kāi)始產(chǎn)生沉淀，繼續(xù)通入二氧化碳，沉淀逐漸消失，CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，CaCO3+CO2+H2O= Ca(HCO3)2。【知識(shí)拓展】遇熱或壓強(qiáng)變小時(shí)，Ca(HCO3)2又能反應(yīng)生成CaCO3，干粉滅火器中用NaHCO3滅火的原理與之類(lèi)似，該反應(yīng)方程式是2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑+H2O在生活中，NaHCO3還有許多用處，NaHCO溶液呈弱堿性，與酸反應(yīng)生成二氧化碳，發(fā)酵粉、治療胃酸過(guò)多等。