Question

溶洞都分布在石灰岩组成的山洞中，石灰岩的主要成分是碳酸钙，当遇到溶有二氧化碳的水时，会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙，化学方程式为_____。某化学兴趣小组同学思考：若向碳酸钠溶液中通入一定量二氧化碳，是否能生成碳酸氢钠？于是他们开始实验探究。（不考虑二氧化碳和碳酸作为溶质的情况）

（提出问题）所得溶液中所含溶质成分是什么？

（查阅资料）碳酸氢钠溶液呈碱性。

（作出猜想）猜想一：溶质为Na₂CO₃；猜想二：溶质为NaHCO₃；猜想三：溶质为_____。

（设计实验）

实验步骤	实验现象	实验结论
①取所得溶液少许于试管中，向其中滴加过量CaCl2溶液	有白色沉淀生成	猜想二_____（填“成立”或“不成立”）
②取实验步骤①中上层清液，滴加适量稀盐酸	_____	猜想一不成立

（得出结论）猜想三成立，证明二氧化碳通入碳酸钠溶液生成了碳酸氢钠。写出实验步骤②中发生反应的化学方程式：_____。

（讨论交流）碳酸氢钠的俗名叫_____。小明同学认为：向碳酸钠溶液中通入一定量二氧化碳后，再向所得溶液中滴加几滴酚酞溶液，溶液变红就能证明一定有碳酸氢钠生成。小红同学对小明同学的结论提出质疑，其理由是_____。

（拓展应用）同学们回忆起实验室用澄清石灰水检验二氧化碳的情景，结合上述知识，如果向一定量的澄清石灰水中不断通入二氧化碳气体，下列图像能正确反映生成的碳酸钙沉淀与二氧化碳的质量之间的变化关系的是_____（填序号）。

Answer

CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2 Na2CO3、NaHCO3 不成立 有气泡冒出 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 小苏打 碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色 A

【解析】

碳酸钙和二氧化碳的水溶液反应生成溶解性较大的碳酸氢钙，反应的化学方程式为：CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2；故填：CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2。

[作出猜想]

根据反应的产物和反应物是否反应完全，可提出如下猜想：猜想一，溶质为Na2CO3；猜想二：溶质为NaHCO3；猜想三：溶质为Na2CO3、NaHCO3。故填：Na2CO3、NaHCO3。

[设计实验]

①取所得溶液少许于试管中，向其中滴加过量的CaCl2溶液，产生白色沉淀，说明溶液中含有碳酸钠；

②取实验步骤①中上层清液，滴加适量稀盐酸，产生气泡，说明溶液中含有碳酸氢钠，则猜想一不成立，实验过程如下所示：

实验步骤

实验现象

实验结论

①取所得溶液少许于试管中，向其中滴加过量的CaCl2溶液

有白色沉淀生成

猜想二不成立

②取实验步骤①中上层清液，滴加适量稀盐酸

有气泡冒出

猜想一不成立

故填：不成立；有气泡冒出。

[得出结论]

实验步骤②中，碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。故填：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。

[讨论交流]

碳酸氢钠的俗名叫小苏打；因为碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色，所以小红同学对小明同学的结论产生质疑。故填：小苏打；碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色。

[拓展应用]
二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，碳酸钙和水、二氧化碳反应生成碳酸氢钙，反应的化学方程式及其质量关系为：

由以上质量关系可知，44份质量的二氧化碳反应生成100份质量的碳酸钙，100份质量的碳酸钙恰好和44份质量的二氧化碳反应生成碳酸氢钙，因此图象应该是沉淀的质量随二氧化碳的质量先增大后减少至0，即A图象能正确反映生成的碳酸钙沉淀与二氧化碳的质量之间的变化关系。故填：A。