Question

小云同学完成如图实验：向盛满CO₂气体的塑料瓶中加入澄清的石灰水，拧紧瓶盖振荡。让她吃惊的是瓶子虽然变瘪了，但是并没有看到白色沉淀。

（发现问题）沉淀哪去了？

（探究环节一）

提出猜想：二氧化碳没有和氢氧化钙反应，而是直接溶于水了。于是设计如下实验进行验证。

步骤	操作	实验现象
1	（1）取2个相同规格的软塑料瓶， 分别集满二氧化碳气体 （2）分别向 2 个塑料瓶中注入等体积的氢氧化钙溶液和蒸馏水， 拧紧瓶盖，振荡	2 个塑料瓶都变瘪了，但是注入氢氧化钙溶液的塑料瓶瘪的程度更大
2	（1）用pH试纸测反应前氢氧化钙溶液的酸碱度 （2）向软塑料瓶中注入适量氢氧化钙溶液震荡后，测反应后溶液的 pH 值	反应前氢 氧 化 钙 溶 液 的 pH 大于 7； 反应后 溶液的pH小于7

（1）小云预期会看到白色沉淀的依据是______________________（写出反应的化学方程式）

（2）反应后溶液的pH小于7是由于生成了____（写化学式）；通过分析以上实验现象，小云得到的结论是_______________________。

 （探究环节二）

查阅资料后得知：适量的二氧化碳和氢氧化钙能发生反应生成难溶于水的碳酸钙，如果二氧化碳过量，则碳酸钙会继续和二氧化碳反应生成可溶性的碳酸氢钙。（“→”代表反应的方向）CO₂+CaCO₃+H₂O Ca(HCO₃)₂

提出猜想：实验中可能二氧化碳过量，反应生成了碳酸氢钙，所以没有看到沉淀

步骤	操作	实验现象
1	取少量的氢氧化钙溶液于试管中，向其中持续通入CO2气体	开始产生白色沉淀过一会儿，白色沉淀消失
2	（1）取一个软塑料瓶，集满二氧化碳气体，向其中注入少量的氢氧化钙溶液，拧紧瓶盖，振荡 （2）此时将软塑料瓶放在热水浴中加热 （3）将加热后的软塑料瓶冷却	瓶子变瘪 溶液变浑浊 溶液又变澄清
3	（1）取一个软塑料瓶，集满二氧化碳气体，向其中注入少量的氢氧化钙溶液，拧紧瓶盖，振荡 （2）向实验后的软塑料瓶中继续滴加氢氧化钙溶液	？

实验结论：猜想成立

（1）实验步骤2中“改变瓶子的温度”目的是___________。

（2）实验步骤3中看到的实验现象是________________。

Answer

H2CO3 假设不成立 证明有碳酸氢钙生成 瓶子变瘪，溶液变浑浊

【解析】

探究环节一：

（1）氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：；

（2）反应后溶液的pH小于7是由于二氧化碳与水反应生成了碳酸，碳酸显酸性，使pH＜7；

向 2 个塑料瓶中注入等体积的氢氧化钙溶液和蒸馏水， 拧紧瓶盖，振荡，两个塑料瓶都变瘪，且注入氢氧化钙溶液的塑料瓶瘪的程度更大，说明氢氧化钙与二氧化碳发生了反应，消耗的二氧化碳多，且氢氧化钙显碱性，但向软塑料瓶中注入适量氢氧化钙溶液震荡后，pH＜7，也能说明氢氧化钙与二氧化碳发生了反应，故得出结论：假设不成立；

探究环节二：（1）由资料可知，适量的二氧化碳和氢氧化钙能发生反应生成难溶于水的碳酸钙，如果二氧化碳过量，则碳酸钙会继续和二氧化碳反应生成可溶性的碳酸氢钙，碳酸氢钙在加热的条件下会重新分解为碳酸钙、二氧化碳和水，故实验步骤2中“改变瓶子的温度”目的是：证明有碳酸氢钙生成；

（2）取一个软塑料瓶，集满二氧化碳气体，向其中注入少量的氢氧化钙溶液，拧紧瓶盖，振荡，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，生成的碳酸钙会继续和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙，消耗了二氧化碳，瓶内压强减小，故瓶子变瘪；

向实验后的软塑料瓶中继续滴加氢氧化钙溶液，氢氧化钙会和剩余的二氧化碳反应生成碳酸钙和水，且氢氧化钙也能与碳酸氢钙反应生成碳酸钙，溶液变浑浊，故实验现象为：瓶子变瘪，溶液变浑浊。