Question

已知将CO₂通入澄清石灰水中，溶液变浑浊；继续通CO₂气体，溶液由浑浊又变澄清，反应的化学方程式为_______。某化学兴趣小组由此欲探究CO₂与NaOH溶液反应后的溶质组成。

（提出问题）CO₂与NaOH溶液反应后的溶质由哪些物质组成？

（查阅资料）

①NaHCO₃＋NaOH=Na₂CO₃＋H₂O

②盐酸滴入碳酸钠溶液中，实际反应分两步进行：

第一步反应：Na₂CO₃＋HCl=NaCl＋NaHCO₃

第二步反应：NaHCO₃＋HCl=NaCl＋H₂O＋CO₂↑

（提出猜想）

猜想1：溶质为Na₂CO₃

猜想2：溶质为NaHCO₃

猜想3：溶质为_______ (填化学式，下同)

猜想4：溶质为_______

（实验方案）

Ⅰ.甲组同学为确定CO₂与NaOH溶液反应后所得溶液中溶质组成，设计如下实验方案。

（1）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，过滤后向滤液中加入足量的稀盐酸，无气泡产生，则溶质为_______。

（2）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若无白色沉淀生成，向溶液中加入足量的稀盐酸，有气泡产生，则溶质为_______。

（3）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，过滤后向滤液中加入足量的稀盐酸，有气泡产生，则溶质为_______。

Ⅱ.乙组同学根据甲组同学的猜想，通过定量分析绘制出向所得溶液中逐滴加入稀盐酸的质量与生成二氧化碳的质量关系示意图，请根据图象确定溶质成分。

ANa₂CO₃　 　B_______

C________　D_______

Answer

CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O ；CaCO3＋H2O＋CO2=Ca(HCO3)2 Na2CO3、NaHCO3 NaOH、Na2CO3 Na2CO3或NaOH和Na2CO3 NaHCO3 Na2CO3和NaHCO3 NaHCO3 NaOH、Na2CO3 Na2CO3、NaHCO3

【解析】

1、二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，向变浑浊的石灰水继续通CO2气体，溶液由浑浊又变澄清，是因为二氧化碳、水和碳酸钙反应生成可溶的碳酸氢钙，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O ；CaCO3＋H2O＋CO2=Ca(HCO3)2。

2、[提出猜想]

如果通入适量的二氧化碳与氢氧化钠反应，反应生成碳酸钠，则溶质为Na2CO3，猜想1：溶质为Na2CO3；

如果通入过量的二氧化碳与氢氧化钠反应，反应最后生成NaHCO3，则溶质为NaHCO3，猜想2：溶质为NaHCO3；

如果通入适量的二氧化碳与氢氧化钠反应，反应生成碳酸钠，且部分碳酸钠转化为碳酸氢钠，则溶质为Na2CO3、NaHCO3，猜想3：溶质为Na2CO3、NaHCO3；

如果通入少量的二氧化碳与碳酸钠反应，反应生成碳酸钠，溶液还有末参与反应的氢氧化钠，则溶质为NaOH、Na2CO3，猜想4：溶质为NaOH、Na2CO3。

3、[实验方案]

Ⅰ.（1）向所得溶液中加入足量的CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则溶液中有碳酸钠，过滤后向滤液中加入足量的稀盐酸，无气泡产生，则溶液中无碳酸氢钠，也可能有氢氧化钠，因此溶质为Na2CO3或NaOH和Na2CO3。

（2）向所得溶液中加入足量的CaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则溶液中无碳酸钠，向溶液中加入足量的稀盐酸，有气泡产生，则溶液中有碳酸氢钠，有碳酸氢钠就不可能有氢氧化钠，因此溶质为NaHCO3。

（3）向所得溶液中加入足量的CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则溶液中有碳酸钠，过滤后向滤液中加入足量的稀盐酸，有气泡产生，则溶液中有碳酸氢钠，有碳酸氢钠就不可能有氢氧化钠，因此溶质为Na2CO3和NaHCO3。

Ⅱ.根据图象确定溶质成分。

B、图中曲线从0点出发，说明滴加稀盐酸立即产生气体，则溶液中没有氢氧化钠，也没有碳酸钠，溶质只有NaHCO3；

C、从图中曲线分析，滴加较多的稀盐酸后才有气体产生，则溶液中没有碳酸氢钠，只有氢氧化钠和碳酸钠，当氢氧化钠被消耗完，碳酸钠转化为碳酸氢钠时，碳酸氢钠与盐酸反应才有气体产生，溶质有NaOH、Na2CO3；

D、从图中曲线分析，滴加少量稀盐酸反应就有气体产生，说明溶液中有少量的碳酸钠和较多的碳酸氢钠，有碳酸氢钠就不可能有氢氧化钠，当碳酸钠转化为碳酸氢钠时，盐酸与碳酸氢钠反应有气体产生，溶质有Na2CO3、NaHCO3。