Question

甲、乙两位同学，在实验室制取CO₂并对CO₂气体与澄清石灰水的反应新产物进行探究．
[实验准备]甲、乙两位同学先与指导老师领取必要仪器和药品，并组装了右图气体发生装置：
（1）组装的气体发生装置中各仪器名称为：双孔胶塞、导气管、橡胶管、

 

、

 

．
[对比实验]甲同学将制得的CO₂气体通入一支盛有澄清石灰水的试管中产生白色沉淀后立即停止通气．
（2）甲同学实验时，试管内发生的化学反应方程式为：

 

；
乙同学也将制得的CO₂气体通入另一支盛有澄清石灰水问题的试管中，产生白色沉淀后，继续较长时间通入气体，发现沉淀逐渐溶解，溶液最后变为澄清．
[问题提出]乙同学实验最后得到的澄清溶液中的主要成分是什么？有哪些化学性质？带着问题，经老师点拨指导，两位同学设计了下面的方案探究：
方案（一）：取乙所得的澄清溶液少量注入一支试管中，用胶头滴管滴入Na₂CO₃溶液，产生白色沉淀．经过滤将白色沉淀取出洗涤、干燥后置于另一支试管中，滴入稀盐酸，发现产生气泡，用燃烧木条伸入试管中，火焰熄灭．
方案（二）：取乙所得的澄清溶液少量注入一支试管中，用胶头滴管滴入稀盐酸，发现产生气泡，用燃烧木条伸入试管中，火焰熄灭．
方案（三）：取乙所得的澄清溶液少量注入一支试管中，加热至沸腾，有气泡冒出，并用湿润的紫色石蕊试纸放在试管口，试纸变红，溶液同时变浑浊．冷却后滴入 稀盐酸，沉淀溶解，产生气泡，用燃着木条伸入试管，火焰熄灭．
[推测判断]
（3）方案（一）中的白色沉淀是

 

（填化学符号或名称均可，下同），由此可推断乙所得的澄清溶液中含有的阳离子是

 

（H⁺除外）．
（4）方案（二）中产生的气体是

 

，由此可以推断乙所得的澄清溶液中含的阴离子是

 

（OH^-除外）
（5）甲、乙两位同学经过亲手操作实验，并结合九年级化学教材中提到石笋、钟乳石的形成等知识，认为：乙同学实验最后所得的澄清溶液中溶质是

 

；其中方案（二）中溶质与稀盐酸反应的化学方程式为

 

；
由方案（三）的现象可推测澄清溶液中的溶质受热可转化为一种不溶盐，又从化学反应必须遵守质量守恒的规则推知：还应生成另外两种物质，此反应属于分解反应，请写出此化学方程式：

 

．
[思维拓展]
（6）甲、乙两位同学通过本实验，结合曾经学习的“木炭与氧气反应可生成一氧化碳也可生成二氧化碳”的知识，得出一个重要结论：很多化学反应，即使反应条件、反应物相同，但

 

不相同．

Answer 1

分析：（1）根据仪器的图形和用途填写仪器的名称；
（2）根据二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水书写化学方程式；
（3）-（6）根据反应物和生成物的性质结合质量守恒定律进行分析解答，碳酸钙和二氧化碳、水反应会生成溶于水的碳酸氢钙，碳酸氢钙受热能分解．书写物质的化学式和反应的化学方程式时要遵循书写原则．

解答：解：（1）组装的气体发生装置仪器名称为：长颈漏斗、锥形瓶．
（2）甲同学实验时，试管内发生的化学反应是二氧化碳和氢氧化钙反应，化学方程式为：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（3）根据反应前后元素的种类不变分析，乙所得的澄清溶液中含有钙离子，故加入碳酸钠后产生白色的 CaCO₃沉淀．
（4）含有碳酸根或碳酸氢根的物质能和盐酸反应产生 CO₂，因为碳酸钙不溶于水，故由此可以推断乙所得的澄清溶液中含的阴离子是 HCO₃^-；
（5）二氧化碳、水和碳酸钙反应能反应生成溶于水的碳酸氢钙，故乙同学实验最后所得的澄清溶液中溶质是 Ca（HCO₃）₂；碳酸氢钙与稀盐酸反应生成氯化钙，水和二氧化碳，化学方程式为 Ca（HCO₃）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O+2CO₂↑；碳酸氢钙受热分解又能生成碳酸钙，水和二氧化碳，化学方程式为
Ca（HCO₃）₂

△   .

CaCO₃↓+H₂O+CO₂↑；
（6）通过对比反应特点，可得出一个重要结论：很多化学反应，即使反应条件、反应物相同，生成物也不相同．
故答案为：（1）长颈漏斗，锥形瓶；（2）CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；（3）CaCO₃，Ca²⁺
（4）CO₂，HCO₃^-；（5）Ca（HCO₃）₂，Ca（HCO₃）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O+2CO₂↑
（5）Ca（HCO₃）₂

△   .

CaCO₃↓+H₂O+CO₂↑  （6）生成物

点评：此题在原有知识的基础上，进一步探究了二氧化碳、水和碳酸钙发生的反应，培养了同学们的分析能力和实验能力，此题难度较大．