题目内容

17、方海同学在学习“常见的碱”时，提出如下问题：
①检验少量二氧化碳为什么一般用澄清石灰水而不用NaOH溶液？
②实验时吸收较多的CO₂为什么一般用NaOH溶液而不用澄清石灰水？
[查阅资料]a.20℃时，熟石灰的溶解度为0.17g；b．熟石灰的溶解度随着温度升高而降低．
[实验探究]在教师指导下，方海同学进行了如下实验探究：
探究一、关于二氧化碳的检验
Ⅰ．在甲、乙、丙三支试管中加入等量NaOH或Ca（OH）₂ 溶液（如下图），在甲、乙中分别通入少量CO₂．

Ⅱ．在实验后的乙和丙两种澄清溶液中，分别滴入足量稀盐酸（如下图）．

回答问题：
（1）Ⅰ中甲、乙二支试管的现象分别是

甲试管产生白色沉淀（或变浑浊），乙试管无明显现象

．
（2）Ⅱ中乙试管可观察到有气泡产生，写出该反应的化学方程式：

Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O

；设计丙试管实验的目的是

用作乙试管的对比实验，证明乙试管中CO₂与NaOH发生了化学反应

．
[得出结论]检验少量CO₂一般用石灰水而不用NaOH溶液．
探究二、关于二氧化碳的吸收
Ⅲ．进行如下图所示实验：

[实验现象]甲试管：液面上升最少；乙试管：液面上升较甲略高；
丙试管：倒吸接近完全，仅在管底留有一小气泡．
（3）小刚认为，可直接配制10%的石灰水代替甲中0.17%的石灰水，与丙进行对比实验．你同意小刚的观点吗？答：

不同意

（填“同意”或“不同意”），理由是

20℃时，熟石灰的溶解度是0.17g，无法配制出10%的石灰水（或20℃时0.17%的石灰水是饱和溶液，石灰水的溶质质量分数不可能达到10%；其他合理答案也给分）

（4）比较乙、丙中进入试管内液体体积，得出的结论是

NaOH溶液的溶质质量分数越大，吸收CO₂能力越强

．
[得出结论]实验时吸收CO₂选用较浓的NaOH溶液而不用Ca（OH）₂溶液的理由是

吸收时要尽量除尽CO₂，NaOH极易溶于水，形成的溶液浓度大，吸收量多，效益高，而Ca（OH）₂微溶，用它来吸收CO₂要配大量溶液

．
[实验拓展]为了直观地观察到CO₂与NaOH反应后的现象，再利用右图装置进行实验．随着NaOH溶液的滴入，可观察到的现象是

小气球逐渐胀大

．

分析：（1）二氧化碳和氢氧化钙溶液反应时能生成不溶于水的白色沉淀，二氧化碳和氢氧化钠溶液反应时无明显现象．
（2）碳酸钠与盐酸反应有气体放出，丙试管中是氢氧化钠溶液与盐酸反应无气体生成，
（3）Ca（OH）₂的溶解度很小，20℃时，熟石灰的溶解度是0.17g
（4）当含有相等质量溶质的氢氧化钙溶液和氢氧化钠溶液吸收二氧化碳时，吸收二氧化碳质量较大的是氢氧化钙溶液，但是氢氧化钙的溶解能力很差，在实际操作过程中还是利用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的效果比石灰水好．

解答：解：（1）二氧化碳和氢氧化钙反应能生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．二氧化碳和氢氧化钠反应能生成碳酸钠和水
所以CO₂与石灰水作用有明显实验现象，与NaOH作用无明显现象．故填：甲试管产生白色沉淀（或变浑浊），乙试管无明显现象
（2）乙试管中首先二氧化碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠，碳酸钠与盐酸反应有气体放出，丙试管中是氢氧化钠溶液与盐酸反应无气体生成，而乙试管中有气体放出，说明了二氧化碳与氢氧化钠反应生成了新物质；故填：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O、用作乙试管的对比实验，证明乙试管中CO₂与NaOH发生了化学反应
（3）因为Ca（OH）₂的溶解度很小，所形成的石灰水中溶质的质量分数很小不能直接配制10%的石灰水．故填：不同意；20℃时，熟石灰的溶解度是0.17g，无法配制出10%的石灰水
（4）因为NaOH易溶于水，溶解得多，溶液的溶质质量分数就大，吸收CO₂能力就越强，Ca（OH）₂的溶解度很小，溶解得少，溶液的溶质质量分数就小，吸收CO₂能力就越强弱；
故填：NaOH溶液的溶质质量分数越大，吸收CO₂能力越强、吸收时要尽量除尽CO₂，NaOH极易溶于水，形成的溶液浓度大，吸收量多，效益高，而Ca（OH）₂微溶，用它来吸收CO₂要配大量溶液
[实验拓展]：二氧化碳被氢氧化钠所吸收造成内部压强减小；故填：小气球逐渐胀大

点评：解答本题的关键是要掌握氢氧化钙和氢氧化钠与盐酸、二氧化碳反应及其物质的溶解度方面的知识，只有这样才能对问题做出正确的判断．