Question

【题目】学习完碱的相关知识后，某兴趣小组对“二氧化碳与碱的反应”进行了探究。

（1）甲、乙两位同学分别进行了如下实验：

甲同学向盛有二氧化碳的集气瓶中倒入澄清石灰水，观察到石灰水先变浑浊，后变澄清；乙同学将二氧化碳通入到澄清石灰水中，观察到石灰水变浑浊。你认为____________同学的实验能验证氢氧化钙的性质，反应的化学方程式为________________。

（2）实验小组同学又将CO2通入某浓度的氢氧化钠溶液中，一段时间后，发现有固体析出。

（提出问题）析出固体的成分是什么？

（猜想与假设）同学们提出以下猜想：

猜想A:Na2CO3；

猜想B:NaHCO3；

猜想C:________________________

（进行实验）甲同学取少量固体溶于水，滴加无色酚酞溶液，溶液变红，则认为猜想A正确；乙同学认为甲同学的实验不合理，理由是________________________。

乙同学设计了以下方案进行验证：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量固体于试管中，加水充分溶解后，加入过量的_________溶液	无明显现象	猜想B正确
②在①溶液中加入稀盐酸	_____________________

（反思交流）该小组同学将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中，利用数字化技术测定溶液pH值变化，待完全反应后，观察到溶液中逸出大量气泡，pH出现两段S型变化曲线。

（实验分析）（3）AB段变化的原因可能是_____________________________________。BC段变化的原因可能是_______________。利用实验验证变化后的产物，实验操作为______________________.实验现象是________________.

Answer 1

【答案】乙 Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O 碳酸钠和碳酸氢钠的混合物 碳酸氢钠溶液也显碱性 氢氧化钙 先无现象，后有气泡产生 二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，碱性减弱 二氧化碳、水和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，碱性继续减弱 取最后段的液体加热至沸腾，将气体通入澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊

【解析】

（1）氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，甲同学向盛有二氧化碳的集气瓶中倒入澄清石灰水，观察到石灰水先变浑浊，后变澄清，氢氧化钙是过量的，最后生成了溶于水的碳酸氢钙，乙同学将二氧化碳通入到澄清石灰水中，观察到石灰水变浑浊，二氧化碳是过量的，最后生成了碳酸钙，所以乙同学的实验能验证氢氧化钙的性质，化学方程式为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
（2）[猜想与假设]二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸氢钠，二氧化碳和碳酸氢钠反应生成碳酸钠和水，所以猜想C是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物；
[进行实验]碳酸钠、碳酸氢钠在溶液都显碱性，所以乙同学认为甲同学的实验不合理，理由是：碳酸氢钠在溶液中也显碱性；
碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，碳酸氢钠和酸反应的二氧化碳，所以

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量固体于试管中，加水充分溶解后，加入过量的氢氧化钙溶液	无明显现象	猜想B正确
②在①溶液中加入稀盐酸	先无现象，后有气泡产生

（3）二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，二氧化碳、水和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，氢氧化钠的碱性最强，碳酸氢钠的碱性最弱，所以
AB段变化的原因可能是二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，碱性减弱；
BC段变化的原因可能是二氧化碳、水和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，碱性继续减弱；
碳酸氢钠受热易分解生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以利用实验验证变化后的产物，实验操作为取最后段的液体加热至沸腾，将气体通入澄清石灰水，实验现象是澄清石灰水变浑浊，实验结论是变化后的产物是碳酸氢钠。

故答案为：（1）乙，Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
（2）[猜想与假设]碳酸钠和碳酸氢钠的混合物；
[进行实验]碳酸氢钠在溶液中也显碱性；

实验步骤	实验现象	实验结论
①氢氧化钙
	先无现象，后有气泡产生

（3）二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，碱性减弱；
二氧化碳、水和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，碱性继续减弱；
取最后段的液体加热至沸腾，将气体通入澄清石灰水；澄清石灰水变浑浊。