澄清石灰水与二氧化碳气体反应的探究
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澄清石灰水与二氧化碳的作用机理和实验探究123澄清石灰水与二氧化碳的作用机理和实验探究吴文中4摘要:通过深度解读Co2-H2o-CaCo3体系可能存在的多重平衡,建立研56究Ca(HCo3)2溶解度模型并计算Caco3在不同co2分压下的溶解量。
分析有7关数据认为,澄清石灰水变浑浊后之所以能变清的机理是在Co2作用下,CaCo3的沉淀一溶解平衡向溶解方向移动的结果。
建议将饱和澄清石灰水稀释l倍左89右后再通入足量的CO2最终能使浑浊变澄清。
10关键词:澄清石灰水;二氧化碳;作用机理;实验探究文章编号:1005-6629(2017)8-0050-051112中图分类号:G633.813文献标识码:B14“澄清石灰水中通人CO2气体”的实验“古老而经典”,因不同实验者可15能观察到不同的现象而引发中学教师的广泛讨论,其中一种观点认为:澄清石16灰水中通入过量的CO2,澄清石灰水一定会出现先变浑浊再变清的现象;另一种17观点认为:澄清石灰水中通入过量的Co2,能看到变浑,但无法彻底变清。
18前一种观点的理由是Ca(HCo3)2溶解度比CaCO3溶解度大得多[依据文19献2o℃时Ca(HCo3)2的溶解度是l6.60g/lOOgH2o],因此,最终澄清石灰水20能变澄清;另一种观点认为:澄清石灰水先变浑浊再变澄清,可能是实验者未除去用盐酸制备Co2时混有的HCl气体,而不是因为CaCO3与CO2、H2o反应的2122结果,因为Ca(HCo3)2溶解度与CaCO3溶解度无显著差异。
需要说明的是,CO2,气体中可能存在HC1等酸性气体的问题对实验的影2324响,完全可以通过把混合气体通入饱和NaHCO3溶液的方法消除,该问题不在本25文讨论范围之内。
26该实验的现象到底怎样?实验如下:把除去HC1气体的CO2持续不断通27入饱和的澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,但30min后浊液仍不变清28但为什么又有那么多教师坚定地说:在澄清石灰水中通入除去HC1的CO2时,最终所得溶液是澄清的,孰对孰错?先从Co2-H2o-CaCo2体系中可能存在2930的各种平衡谈起。
中学常见的化学反应方程式及实验现象澄清石灰水中通入二氧化碳气体Ca(OH)2 + CO2 ==CaCO3↓ + H2O(复分解) 现象:石灰水由澄清变浑浊.相关知识点:这个反应可用来检验二氧化碳气体的存在.镁带在空气中燃烧2Mg + O2 ==2MgO 现象:发出耀眼的白光,生成白色粉末.相关知识点:(1)这个反应中,镁元素从游离态转变成化合态;(2)物质的颜色由银白色转变成白色.水通电分解(或水的电解) 2H2O== 2H2↑ + O2 ↑(分解) 现象:阴极,阳极有大量的气泡产生相关知识点:(1)阳极产生氧气,阴极产生氢气;(2)氢气和氧气的体积比为2:1,质量比为1:8.生石灰和水反应CaO + H2O== Ca(OH)2(化合) 现象:白色粉末溶解相关知识点:(1)最终所获得的溶液名称为氢氧化钙溶液,俗称澄清石灰水;(2)在其中滴入无色酚酞,酚酞会变成红色;(3)生石灰是氧化钙,熟石灰是氢氧化钙.铜粉在空气中受热2Cu + O2== 2CuO(化合) 现象:红色物质逐渐变成黑色粉末相关知识点:这是用来粗略测定空气中氧气体积百分含量的实验.实验室制取氧气(或加热氯酸钾和二氧化锰的混合物) 2KClO3 ==2KCl + 3O2↑( 分解)相关知识点:(1)二氧化锰在其中作为催化剂,加快氯酸钾的分解速度或氧气的生成速度;(2)二氧化锰的质量和化学性质在化学反应前后没有改变;(3)反应完全后,试管中的残余固体是氯化钾和二氧化锰的混合物,进行分离的方法是:溶解,过滤,蒸发.木炭在空气(或氧气)中燃烧 C + O2 ==CO2(化合) 现象:在空气中是发出红光,在氧气中是发出白光;相关知识点:反应后的产物可用澄清的石灰水来进行检验.硫在空气(或氧气)中燃烧S + O2 ==SO2( 化合) 现象:在空气中是发出微弱的淡蓝色火焰,在氧气中是发出明亮的蓝紫色火焰.相关知识点:反应后的产物可用紫色的石蕊来检验(紫色变成红色)铁丝在氧气中燃烧3Fe + 2O2 ==Fe3O4( 化合) 现象:剧烈燃烧,火星四射,生成一种黑色固体—四氧化三铁相关知识点:在做此实验时,应先在集气瓶中放少量水或铺一层细砂,目的是防止集气瓶爆裂.10,磷在空气中燃烧4P + 5O2 ==2P2O5(化合) 现象:产生大量而浓厚的白烟. 相关知识点:烟是固体小颗粒;雾是液体小颗粒.11 氢气在空气中燃烧2H2 + O2 ==2H 2O(化合) 现象:产生淡蓝色的火焰.相关知识点:(1)氢气是一种常见的还原剂;(2)点燃前,一定要检验它的纯度.12,木炭和氧化铜高温反应 C + 2CuO ==2Cu + CO2↑(置换) 现象:黑色粉末逐渐变成光亮的红色物质相关知识点:还原剂:木炭;氧化剂:氧化铜13,氢气还原氧化铜H2 + CuO ==Cu + H2O (置换) 现象:黑色粉末逐渐变成光亮的红色物质,同时试管口有水滴生成相关知识点:(1)实验开始时,应先通入一段时间氢气,目的是赶走试管内的空气;(2)实验结束后,应先拿走酒精灯,后撤走氢气导管,目的是防止新生成的铜与空气中的氧气结合,又生成氧化铜.14,实验室制取二氧化碳气体(或大理石和稀盐酸反应) CaCO3 + 2HCl ==CaCl2 + H2O + CO2↑(复分解)现象:白色固体溶解,同时有大量气泡产生.相关知识点:碳酸钙是一种白色难溶的固体,利用它能溶解在盐酸中的特性,可以用盐酸来除去某物质中混有的碳酸钙.15,煅烧石灰石(或碳酸钙高温分解) CaCO3== CaO + CO2↑(分解)16,一氧化碳在空气中燃烧2CO + O2 ==2CO2(化合) 现象:产生蓝色火焰相关知识点:(1)一氧化碳是一种常见的还原剂;(2)点燃前,一定要检验它的纯度.17,一氧化碳还原氧化铜CO + CuO ==Cu + CO2 现象:黑色粉末逐渐变成光亮的红色物质相关知识点:还原剂:一氧化碳;氧化剂:氧化铜18,甲烷在空气中燃烧CH4 + 2O2 ==CO2 + 2H2O 现象:火焰明亮呈浅蓝色相关知识点:甲烷是天然气(或沼气)的主要成分,是一种很好的燃料.19,氧化铜与硫酸反应CuO + H2SO4 ==CuSO4 + H2O(复分解) 现象:黑色粉末溶解,溶液变成蓝色20,铁丝插入到硫酸铜溶液中Fe + CuSO4==FeSO4 + Cu(置换) 现象:铁丝表面有一层光亮的红色物质析出.21,工业炼铁3CO + Fe2O3 ==2Fe + 3CO2相关知识点:还原剂:一氧化碳;氧化剂:氧化铁22,硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液CuSO4 + 2NaOH ==Cu(OH)2↓+Na2SO4(复分解)现象:有蓝色絮状沉淀生成.23,氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液FeCl3 + 3NaOH == Fe(OH)3↓+ 3NaCl(复分解)现象:有红褐色沉淀生成.24,用盐酸来清除铁锈Fe2O3 + 6HCl == 2FeCl3 + 3H2O(复分解)现象:铁锈消失,溶液变成棕黄色.25,硝酸银溶液与盐酸溶液混合AgNO3 + HCl ==AgCl ↓ + HNO3(复分解)现象:有大量白色沉淀生成.26,氯化钡溶液与硫酸溶液混合BaCl2 + H2SO4 == BaSO4 ↓ + 2HCl(复分解) 现象:有大量白色沉淀生成.27,胆矾受热分解CuSO4·5H2O ==CuSO4 + 5H2O↑(分解) 现象:蓝色晶体逐渐变成白色粉末,同时试管口有水滴生成.28,碳酸氢铵受热分解NH4HCO3== NH3↑ + H2O + CO2↑(分解)版本(2)化学方程式反应现象应用2Mg+O2点燃或Δ2MgO 剧烈燃烧.耀眼白光.生成白色固体.放热.产生大量白烟白色信号弹2Hg+O2点燃或Δ2HgO 银白液体、生成红色固体拉瓦锡实验2Cu+O2点燃或Δ2CuO 红色金属变为黑色固体4Al+3O2点燃或Δ2Al2O3 银白金属变为白色固体3Fe+2O2点燃Fe3O4 剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体、放热4Fe + 3O2高温2Fe2O3C+O2 点燃CO2 剧烈燃烧、白光、放热、使石灰水变浑浊S+O2 点燃SO2 剧烈燃烧、放热、刺激味气体、空气中淡蓝色火焰.氧气中蓝紫色火焰2H2+O2 点燃2H2O 淡蓝火焰、放热、生成使无水CuSO4变蓝的液体(水)高能燃料4P+5O2 点燃2P2O5 剧烈燃烧、大量白烟、放热、生成白色固体证明空气中氧气含量CH4+2O2点燃2H2O+CO2 蓝色火焰、放热、生成使石灰水变浑浊气体和使无水CuSO4变蓝的液体(水)甲烷和天然气的燃烧2C2H2+5O2点燃2H2O+4CO2 蓝色火焰、放热、黑烟、生成使石灰水变浑浊气体和使无水CuSO4变蓝的液体(水)氧炔焰、焊接切割金属2KClO3MnO2 Δ2KCl +3O2↑ 生成使带火星的木条复燃的气体实验室制备氧气2KMnO4Δ K2MnO4+MnO2+O2↑ 紫色变为黑色、生成使带火星木条复燃的气体实验室制备氧气2HgOΔ2Hg+O2↑ 红色变为银白、生成使带火星木条复燃的气体拉瓦锡实验2H2O通电2H2↑+O2↑ 水通电分解为氢气和氧气电解水Cu2(OH)2CO3Δ2CuO+H2O+CO2↑ 绿色变黑色、试管壁有液体、使石灰水变浑浊气体铜绿加热NH4HCO3ΔNH3↑+ H2O +CO2↑ 白色固体消失、管壁有液体、使石灰水变浑浊气体碳酸氢铵长期暴露空气中会消失Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 有大量气泡产生、锌粒逐渐溶解实验室制备氢气Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 有大量气泡产生、金属颗粒逐渐溶解Mg+H2SO4 =MgSO4+H2↑ 有大量气泡产生、金属颗粒逐渐溶解2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ 有大量气泡产生、金属颗粒逐渐溶解Fe2O3+3H2 Δ 2Fe+3H2O 红色逐渐变为银白色、试管壁有液体冶炼金属、利用氢气的还原性Fe3O4+4H2 Δ3Fe+4H2O 黑色逐渐变为银白色、试管壁有液体冶炼金属、利用氢气的还原性WO3+3H2Δ W +3H2O 冶炼金属钨、利用氢气的还原性MoO3+3H2 ΔMo +3H2O 冶炼金属钼、利用氢气的还原性2Na+Cl2Δ或点燃2NaCl 剧烈燃烧、黄色火焰离子化合物的形成、H2+Cl2 点燃或光照2HCl 点燃苍白色火焰、瓶口白雾共价化合物的形成、制备盐酸CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 蓝色沉淀生成、上部为澄清溶液质量守恒定律实验2C +O2点燃2CO 煤炉中常见反应、空气污染物之一、煤气中毒原因2C O+O2点燃2CO2 蓝色火焰煤气燃烧C + CuO 高温2Cu+ CO2↑ 黑色逐渐变为红色、产生使澄清石灰水变浑浊的气体冶炼金属2Fe2O3+3C 高温4Fe+ 3CO2↑ 冶炼金属Fe3O4+2C高温3Fe + 2CO2↑ 冶炼金属C + CO2 高温2COCO2 + H2O = H2CO3 碳酸使石蕊变红证明碳酸的酸性H2CO3 ΔCO2↑+ H2O 石蕊红色褪去Ca(OH)2+CO2= CaCO3↓+ H2O 澄清石灰水变浑浊应用CO2检验和石灰浆粉刷墙壁CaCO3+H2O+CO2 = Ca(HCO3)2 白色沉淀逐渐溶解溶洞的形成,石头的风化Ca(HCO3)2Δ CaCO3↓+H2O+CO2↑ 白色沉淀、产生使澄清石灰水变浑浊的气体水垢形成.钟乳石的形成2NaHCO3ΔNa2CO3+H2O+CO2↑ 产生使澄清石灰水变浑浊的气体小苏打蒸馒头CaCO3 高温C aO+ CO2↑ 工业制备二氧化碳和生石灰CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑ 固体逐渐溶解、有使澄清石灰水变浑浊的气体实验室制备二氧化碳、除水垢Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑ 固体逐渐溶解、有使澄清石灰水变浑浊的气体泡沫灭火器原理Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+CO2↑ 固体逐渐溶解、有使澄清石灰水变浑浊的气体泡沫灭火器原理MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑ 固体逐渐溶解、有使澄清石灰水变浑浊的气体CuO +COΔ Cu + CO2 黑色逐渐变红色,产生使澄清石灰水变浑浊的气体冶炼金属Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2 冶炼金属原理Fe3O4+4CO高温3Fe+4CO2 冶炼金属原理WO3+3CO高温W+3CO2 冶炼金属原理CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O2CH3OH+3O2点燃2CO2+4H2OC2H5OH+3O2点燃2CO2+3H2O 蓝色火焰、产生使石灰水变浑浊的气体、放热酒精的燃烧Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 银白色金属表面覆盖一层红色物质湿法炼铜、镀铜Mg+FeSO4= Fe+ MgSO4 溶液由浅绿色变为无色Cu+Hg(NO3)2=Hg+ Cu (NO3)2Cu+2AgNO3=2Ag+ Cu(NO3)2 红色金属表面覆盖一层银白色物质镀银Zn+CuSO4= Cu+ZnSO4 青白色金属表面覆盖一层红色物质镀铜Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 铁锈溶解、溶液呈黄色铁器除锈Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O 白色固体溶解Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 白色固体溶解CuO+2HCl=CuCl2+H2O 黑色固体溶解、溶液呈蓝色ZnO+2HCl=ZnCl2+ H2O 白色固体溶解MgO+2HCl=MgCl2+ H2O 白色固体溶解CaO+2HCl=CaCl2+ H2O 白色固体溶解NaOH+HCl=NaCl+ H2O 白色固体溶解Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O 蓝色固体溶解Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O 白色固体溶解Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O 白色固体溶解胃舒平治疗胃酸过多Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O 红褐色沉淀溶解、溶液呈黄色Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2OHCl+AgNO3= AgCl↓+HNO3 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验Cl—的原理Fe2O3+3H2SO4= Fe2(SO4)3+3H2O 铁锈溶解、溶液呈黄色铁器除锈Al2O3+3H2SO4= Al2(SO4)3+3H2O 白色固体溶解CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 黑色固体溶解、溶液呈蓝色ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O 白色固体溶解MgO+H2SO4=MgSO4+H2O 白色固体溶解2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O 蓝色固体溶解Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O 白色固体溶解2Al(OH)3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O 白色固体溶解2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O 红褐色沉淀溶解、溶液呈黄色Ba(OH)2+ H2SO4=BaSO4↓+2H2O 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验SO42—的原理BaCl2+ H2SO4=BaSO4↓+2HCl 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验SO42—的原理Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4↓+2HNO3 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验SO42—的原理Na2O+2HNO3=2NaNO3+H2O 白色固体溶解CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O 黑色固体溶解、溶液呈蓝色ZnO+2HNO3=Zn(NO3)2+ H2O 白色固体溶解MgO+2HNO3=Mg(NO3)2+ H2O 白色固体溶解CaO+2HNO3=Ca(NO3)2+ H2O 白色固体溶解NaOH+HNO3=NaNO3+ H2OCu(OH)2+2HNO3=Cu(NO3)2+2H2O 蓝色固体溶解Mg(OH)2+2HNO3=Mg(NO3)2+2H2O 白色固体溶解Al(OH)3+3HNO3=Al(NO3)3+3H2O 白色固体溶解Ca(OH)2+2HNO3=Ca(NO3)2+2H2OFe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2O 红褐色沉淀溶解、溶液呈黄色3NaOH + H3PO4=3H2O + Na3PO4 3NH3+H3PO4=(NH4)3PO42NaOH+CO2=Na2CO3+ H2O 吸收CO、O2、H2中的CO2、2NaOH+SO2=Na2SO3+ H2O 2NaOH+SO3=Na2SO4+ H2O 处理硫酸工厂的尾气(SO2)FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl 溶液黄色褪去、有红褐色沉淀生成AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl 有白色沉淀生成MgCl2+2NaOH = Mg(OH)2↓+2N aClCuCl2+2NaOH = Cu(OH)2↓+2NaCl 溶液蓝色褪去、有蓝色沉淀生成CaO+ H2O = Ca(OH)2 白色块状固体变为粉末、生石灰制备石灰浆Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+ H2O 有白色沉淀生成初中一般不用Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH 有白色沉淀生成工业制烧碱、实验室制少量烧碱Ba(OH)2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH 有白色沉淀生成Ca(OH)2+K2CO3=CaCO3↓ +2KOH 有白色沉淀生成CuSO4+5H2O= CuSO4·H2O 蓝色晶体变为白色粉末CuSO4·H2OΔ CuSO4+5H2O 白色粉末变为蓝色检验物质中是否含有水AgNO3+NaCl = AgCl↓+Na NO3 白色不溶解于稀硝酸的沉淀(其他氯化物类似反应)应用于检验溶液中的氯离子BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓+2NaCl 白色不溶解于稀硝酸的沉淀(其他硫酸盐类似反应)应用于检验硫酸根离子CaCl2+Na2CO3= CaCO3↓+2NaCl 有白色沉淀生成MgCl2+Ba(O H)2=BaCl2+Mg(OH)2↓ 有白色沉淀生成CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 ↑ MgCO3+2HCl= MgCl2+H2O+ CO2 ↑NH4NO3+NaOH=NaNO3+NH3↑+H2O 生成使湿润石蕊试纸变蓝色的气体应用于检验溶液中的铵根离子NH4Cl+ KOH= KCl+NH3↑+H2O 生成使湿润石蕊试纸变蓝色的气体附:物质俗名及其对应的化学式:生石灰:CaO (2)熟石灰(或消石灰):Ca(OH)2(3)食盐:NaCl (4)干冰:CO2 (5)纯碱:Na2CO3(6)烧碱(或苛性钠,火碱):NaOH(7)胆矾:CuSO4·5H2O (8)石碱:Na2CO3·10H2O。
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二氧化碳和澄清石灰水的反应介绍二氧化碳(CO2)是一种常见的化学物质,广泛存在于大气中和许多化学反应中。
澄清石灰水是一种用于检测二氧化碳的试剂,其通过与二氧化碳反应而变色。
本文将详细探讨二氧化碳和澄清石灰水的反应过程,以及该反应在实际应用中的意义。
反应过程二氧化碳和澄清石灰水的反应是一种酸碱中和反应。
具体来说,二氧化碳和澄清石灰水(氢氧化钙溶液)反应生成碳酸钙沉淀和水。
反应方程式如下: CO2 + Ca(OH)2 -> CaCO3 + H2O在反应中,二氧化碳与氢氧化钙发生反应,生成了碳酸钙(CaCO3)和水(H2O)。
碳酸钙是一种白色固体沉淀,会导致溶液变浑浊。
实验步骤进行二氧化碳和澄清石灰水的反应实验可以通过以下步骤进行:1.准备实验室用具和试剂:澄清石灰水(氢氧化钙溶液)、二氧化碳气体、试管、滴管等。
2.在一个试管中加入适量的澄清石灰水。
3.将二氧化碳气体通过滴管或其他装置导入试管中,注意不要使溶液溢出。
4.观察试管中的变化,注意是否有气泡产生以及溶液的颜色变化。
5.如果溶液变浑浊并有白色沉淀生成,则说明二氧化碳和澄清石灰水发生了反应。
反应机理二氧化碳和澄清石灰水的反应机理涉及到酸碱中和反应和碳酸盐的生成。
首先,二氧化碳溶解在水中会形成碳酸(H2CO3),并发生如下反应: CO2 + H2O -> H2CO3接着,碳酸与氢氧化钙(澄清石灰水中的成分)发生酸碱中和反应: H2CO3 +Ca(OH)2 -> CaCO3 + 2H2O最终生成了碳酸钙和水。
应用意义二氧化碳和澄清石灰水的反应在实际应用中具有重要意义。
以下是一些应用领域:1.环境保护:二氧化碳是温室气体之一,对全球气候变化有重要影响。
通过检测大气中二氧化碳含量,可以评估和监测气候变化的趋势和影响。
2.呼吸系统疾病诊断:二氧化碳的呼出量可用于评估呼吸系统的功能和健康状况。
通过检测呼出气中二氧化碳含量的变化,可以帮助诊断和监测肺部疾病。
二氧化碳与澄清石灰水反应生成的现象二氧化碳与澄清石灰水反应的产物为碳酸钙,并伴随着一系列的现象。
在很多实验室和学校中,这个反应被用作展示或教学的实验之一,因为它具有清晰的观察效果。
首先,我们先了解一下二氧化碳和澄清石灰水的性质。
二氧化碳是一种无色的气体,由碳和氧元素组成。
它具有较高的稳定性和可溶于水的性质。
而澄清石灰水则是一种由水和氢氧化钙(化学式为Ca(OH)2)组成的溶液,它呈现出白色的乳状液体。
当二氧化碳与澄清石灰水发生反应时,首先会观察到石灰水的颜色发生变化。
原本澄清的石灰水会逐渐变为白色浑浊的乳状液体。
这是因为二氧化碳气体溶解在水中生成碳酸,然后与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成固体碳酸钙(CaCO3),这种固体颗粒悬浮在溶液中,导致石灰水变得浑浊。
其次,观察到的现象是反应容器中逐渐产生气泡。
这些气泡实际上是二氧化碳气体的释放,当二氧化碳与石灰水反应生成碳酸钙时,碳酸钙会进一步分解为二氧化碳气体和水。
这些气泡不断从溶液中升起,直到达到饱和状态。
第三,通过观察可以发现,容器外部温度会发生变化,变得稍微冷一些。
这是因为反应过程中二氧化碳与澄清石灰水反应是一个吸热反应,即反应过程中会吸收热量。
这种吸热现象表明一定的能量转移发生在反应中,这是化学反应常见的现象之一。
最后,当二氧化碳与澄清石灰水反应到一定时,石灰水逐渐变得不透明,就好像形成了一层白色的沉淀物。
这是碳酸钙的产生,它是一种不溶于水的固体物质,因此会沉积在反应容器底部。
这种沉淀物可以通过过滤或离心的方式将其与溶液分离。
总结一下,二氧化碳与澄清石灰水反应生成的现象包括石灰水颜色变为白色浑浊的乳状液体,气泡的产生,容器外部温度变冷和沉淀物的生成。
这些现象在实验中可以清晰地观察到,也有利于学生理解化学反应的过程和性质。
此外,这个反应的应用还广泛,例如在工业上可以用来捕获和净化二氧化碳气体,具有重要的环保和节能意义。
一、概述二氧化碳(Carbon Dioxide,简称CO2)是一种无色、无臭、无味的气体,广泛存在于自然界中。
随着人类工业化和生活水平的提高,二氧化碳的排放量不断增加,引发了全球变暖和气候变化等环境问题。
在这样的背景下,人们对于二氧化碳的管理和利用变得愈发重要。
澄清石灰水是指将石灰水中的杂质去除,使其变得清澈透明的一种过滤方式。
而二氧化碳和澄清石灰水之间存在着一种化学反应,这种反应在实际生活中也有着重要的应用。
二、二氧化碳与澄清石灰水的化学方程式二氧化碳和澄清石灰水之间的化学反应主要是碳酸酐与氢氧化钙之间的转化。
具体的化学方程式如下:Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O这个方程式表明,在一定条件下,澄清石灰水中的氢氧化钙与二氧化碳发生反应,生成碳酸钙和水。
这是一个典型的中和反应,也是实际生产和生活中常见的化学反应之一。
三、二氧化碳与澄清石灰水的应用1. 环境保护领域二氧化碳与澄清石灰水的反应在环境保护领域中有着重要的应用。
通过将工业废气中的二氧化碳通入澄清石灰水中,可以将其中的杂质去除,达到净化空气的目的。
例如在水泥生产过程中,排放的烟气中含有大量的二氧化碳,为了净化这些烟气,就会使用澄清石灰水吸收其中的二氧化碳,将其转化为碳酸钙沉淀物,从而净化烟气并达到环境排放标准。
2. 化工生产中在化工生产过程中,二氧化碳与澄清石灰水的化学反应也有着重要的应用。
比如在生产造纸行业,通过将废水中的二氧化碳通入澄清石灰水中,可以起到净化水质的作用,减少废水的污染。
化工生产过程中产生的二氧化碳也可以作为原料与澄清石灰水进行反应,制备碳酸钙等化工产品。
3. 实验室研究在科学实验室中,二氧化碳与澄清石灰水的化学反应也常常被用于教学和科研实验中。
学生通过这种反应可直观地观察到气体与液体之间的化学作用,加深对化学原理的理解。
四、结语二氧化碳与澄清石灰水的化学方程式不仅是一种简单的化学反应,更具有着重要的环境保护和化工生产应用。
澄清石灰水与二氧化碳反应化学方程式澄清石灰水是一种常用的化学试剂,其主要成分为氢氧化钙(Ca(OH)2)。
在与二氧化碳(CO2)反应时,会产生碳酸钙(CaCO3)和水(H2O)。
本文将详细介绍澄清石灰水与二氧化碳反应的化学方程式,并进一步探讨该反应的机制和应用。
澄清石灰水与二氧化碳反应的化学方程式可以表示为:Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O可以看出,在该反应中,澄清石灰水(Ca(OH)2)与二氧化碳(CO2)发生反应,生成了碳酸钙(CaCO3)和水(H2O)。
这是一个中性化反应,产生了一种固体沉淀。
接下来我们来详细解释这个反应的机制。
首先,澄清石灰水中的氢氧化钙(Ca(OH)2)溶解在水中,形成了钙离子(Ca2+)和氢氧根离子(OH-):Ca(OH)2(s) → Ca2+(aq) + 2OH-(aq)随后,二氧化碳溶解在水中,形成碳酸(H2CO3):CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq)然后,碳酸与氢氧根离子反应,生成了碳酸钙沉淀和水:Ca2+(aq) + 2OH-(aq) + CO2(aq) → CaCO3(s) + H2O(l)这个反应在实验室中经常使用来检测空气中二氧化碳的浓度。
当二氧化碳通过澄清石灰水时,会产生白色的碳酸钙沉淀,从而使澄清石灰水变浑浊。
这种方法被称为石灰水吸收法,常用于测定空气中二氧化碳的含量。
除了检测二氧化碳,澄清石灰水与二氧化碳反应还有其他实际应用。
例如,它可以用于净化工业废气中的二氧化碳。
工业废气中的二氧化碳会对环境造成负面影响,因此需要进行处理。
一种常用的方法是将工业废气通过澄清石灰水,使二氧化碳与氢氧化钙反应,生成碳酸钙沉淀。
然后可以将产生的固体沉淀进行后续处理。
此外,澄清石灰水还可以用于探测酸雨的存在。
酸雨是一种常见的环境问题,对自然环境和人类健康产生了不良影响。
当酸性物质与澄清石灰水中的碱性物质反应时,会发生中和反应,从而改变溶液的酸碱指示剂的颜色。
二氧化碳和澄清石灰水反应二氧化碳是一种无色无味的气体,对于我们的身体和环境来说,它可能是一个不可见而潜在的威胁。
然而,在某些情况下,二氧化碳也可以是一个有趣的化学实验材料。
我们来讨论一下二氧化碳和澄清石灰水之间的反应。
首先,让我们了解一下二氧化碳的特性和对我们的影响。
二氧化碳是一种由碳和氧元素组成的化合物,化学式为CO2。
它在自然界中存在,并且是地球上最重要的温室气体之一。
二氧化碳的主要来源包括化石燃料的燃烧、呼吸和植物的光合作用。
然而,当二氧化碳超过一定浓度时,它也会对我们的健康和环境造成负面影响。
高浓度的二氧化碳可以导致呼吸困难、头痛和心血管问题。
此外,过量的二氧化碳释放到大气中会导致全球变暖和气候变化。
现在,我们将转向二氧化碳和澄清石灰水之间的反应。
澄清石灰水是一种含有氢氧化钙(Ca(OH)2)的溶液。
当二氧化碳通过澄清石灰水时,会产生一个有趣的反应。
这个反应可以通过以下方程式来描述:CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O根据这个方程式,二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙和水。
碳酸钙是一种白色固体,通常以粉末或石灰岩的形式存在。
这个反应的实验室条件可以非常简单。
首先,我们需要准备一定量的澄清石灰水溶液,并将其放置在一个容器中。
接下来,我们可以使用一个注射器或气泡管将二氧化碳气体直接注入到澄清石灰水中。
观察容器中的变化。
当二氧化碳气体通过澄清石灰水时,开始观察到以下现象。
澄清石灰水会逐渐变成白色,这是由于生成的碳酸钙固体悬浮在水中。
这个反应非常快速,几秒钟内就可见到明显的白色沉淀。
这个反应的原理是二氧化碳和水反应生成碳酸酸根离子(HCO3-),然后碳酸酸根离子与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀。
这个过程可以看作是二氧化碳在水中的溶解。
值得一提的是,这个反应也是一个酸碱中和反应。
二氧化碳是酸性气体,而澄清石灰水含有氢氧化钙,是一种碱性溶液。
当二氧化碳进入澄清石灰水时,酸碱中和反应发生,产生碳酸钙沉淀和水。
澄清石灰水与过量二氧化碳反应方程式澄清石灰水与过量二氧化碳反应方程式,是指澄清石灰水与过量的二氧化碳气体发生化学反应的方程式。
这个反应是一个酸碱中和反应,产生的产物是碳酸钙。
本文将详细解释这个反应的方程式,并从不同角度扩展描述这个反应的相关内容。
让我们来看一下澄清石灰水与二氧化碳反应的化学方程式:Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O在这个方程式中,Ca(OH)2表示澄清石灰水,CO2表示二氧化碳气体,CaCO3表示碳酸钙,H2O表示水。
接下来,我们来解释一下这个反应的过程。
澄清石灰水是一种碱性溶液,主要成分是氢氧化钙(Ca(OH)2)。
二氧化碳是一种酸性气体,当二氧化碳溶解在水中时,会形成碳酸(H2CO3)。
当澄清石灰水与二氧化碳气体接触时,二氧化碳会溶解在水中,形成碳酸。
然后,碳酸与澄清石灰水中的氢氧化钙发生中和反应,生成碳酸钙和水。
这个反应是一种酸碱中和反应,同时也是一种沉淀反应,因为产生的碳酸钙是不溶于水的,会以固体的形式沉淀下来。
这个反应的方程式可以进一步扩展,用化学式表示反应物和产物的组成。
澄清石灰水的化学式是Ca(OH)2,二氧化碳的化学式是CO2,碳酸钙的化学式是CaCO3,水的化学式是H2O。
根据这些化学式,我们可以将反应方程式写为:Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O这个方程式反映了反应物和产物的化学组成及其反应的摩尔比例。
除了方程式,我们还可以从其他角度扩展描述澄清石灰水与过量二氧化碳反应的相关内容。
我们可以从反应物的性质和特点来描述。
澄清石灰水是一种碱性溶液,具有碱的性质,可以中和酸。
二氧化碳是一种酸性气体,可以溶解在水中形成碳酸。
这两种物质在反应过程中发生中和反应,产生的碳酸钙是一种不溶于水的固体,会以沉淀的形式出现。
我们可以从反应条件和影响因素来扩展描述。
澄清石灰水与二氧化碳的反应需要一定的时间才能达到平衡,反应速率受到温度、浓度、压力等因素的影响。
二氧化碳与澄清石灰水反应:原理、现象与应用摘要:本文详细介绍了二氧化碳与澄清石灰水反应的化学原理、实验现象及实际应用,通过分析反应过程、影响因素和环境意义,为化学教学、实验研究及环境保护提供参考。
一、引言二氧化碳与澄清石灰水反应是中学化学中典型的酸碱中和反应,具有实验现象明显、易于观察的特点。
该反应在化学教学、实验研究和实际应用中具有重要意义。
本文旨在深入探讨二氧化碳与澄清石灰水反应的原理、现象及应用,为化学教学和实验研究提供参考。
二、反应原理澄清石灰水的主要成分是氢氧化钙(Ca(OH)2),它是一种强碱。
二氧化碳(CO2)是一种酸性气体,具有中和碱的特性。
当二氧化碳气体通入澄清石灰水中,二者发生酸碱中和反应,生成碳酸钙(CaCO3)和水(H2O)。
反应方程式为:CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O三、实验现象1. 通入二氧化碳后,澄清石灰水逐渐变浑浊,说明生成了不溶性固体物质。
2. 反应进行过程中,石灰水中的氢氧化钙不断消耗,酸碱平衡发生变化,导致溶液 pH 值下降。
3. 反应完成后,溶液呈现中性或微酸性,表明二氧化碳与澄清石灰水反应生成了碳酸钙和水。
四、影响因素1. 二氧化碳浓度:浓度越大,反应速度越快,石灰水变浑浊程度越高。
2. 澄清石灰水浓度:浓度越大,反应速度越快,但过高的浓度可能导致反应产物不易观察。
3. 反应温度:温度越高,反应速度越快。
但过高的温度可能影响石灰水的澄清程度。
4. 催化剂:适当的催化剂可以提高反应速度,如金属粉末、酶等。
五、实际应用1. 环境保护:二氧化碳与澄清石灰水反应可用于大气中二氧化碳的去除,从而减缓温室效应。
2. 建筑材料:生成的碳酸钙可作为一种建筑材料,具有良好的应用前景。
3. 农业施肥:二氧化碳与澄清石灰水反应生成的碳酸钙可作为一种缓释肥,提高作物产量。
4. 医学应用:二氧化碳与澄清石灰水反应可用于治疗胃酸过多等症状。
六、结论二氧化碳与澄清石灰水反应是一种典型的酸碱中和反应,实验现象明显,易于观察。
澄清石灰水(calcium hydroxide solution)是一种常见的化学试剂,通常用于实验室和工业生产中。
当向澄清石灰水中加入少量的二氧化碳(carbon dioxide)离子时,会发生一系列化学反应,形成新的物质。
这一过程涉及到酸碱中和反应,同时也涉及到溶解度平衡的变化,具有一定的化学反应性和物理性质变化。
下面我们将从简单到复杂,由浅入深地探讨这一主题。
1. 澄清石灰水和二氧化碳的化学性质我们来了解一下澄清石灰水和二氧化碳的基本化学性质。
澄清石灰水是一种强碱性溶液,化学式为Ca(OH)2。
它是由钙离子(Ca2+)和氢氧根离子(OH-)组成的。
而二氧化碳是一种无色、无臭的气体,化学式为CO2。
它和水发生反应可以生成碳酸溶液,具有一定的酸性。
当二氧化碳接触澄清石灰水时,会引发一系列化学反应。
2. 加入二氧化碳离子的化学反应方程式当二氧化碳离子与澄清石灰水发生反应时,会生成碳酸钙(CaCO3)。
具体的化学反应方程式如下所示:Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O这是一个简单的中和反应,其中澄清石灰水中的氢氧根离子和二氧化碳相互作用,产生了碳酸钙和水。
这种化学反应也被用于工业上的除硬水处理和环境保护上的二氧化碳捕捉。
3. 反应过程中的溶解度平衡在加入二氧化碳离子的过程中,还涉及到物质的溶解度平衡变化。
澄清石灰水中的碳酸钙是不溶于水的,因此会在溶液中生成白色的沉淀物。
这一过程也可以通过溶解度平衡方程式来描述,从而更好地理解溶解度的变化规律和平衡状态的转移。
4. 向澄清石灰水中加入大量二氧化碳的影响当向澄清石灰水中加入大量的二氧化碳时,会导致生成的碳酸钙沉淀增多,使溶液中的浑浊度加大。
这时,也可以通过观察溶液的性状和用化学方法验证沉淀的物质成分,加深对反应过程和产物特性的理解。
总结:通过以上分析可知,向澄清石灰水中加入少量二氧化碳离子会引发中和反应和溶解度平衡的改变,生成碳酸钙沉淀。
澄清石灰水变浑浊的化学方程式 -回复澄清石灰水变浑浊的化学方程式是一种常见的化学实验现象。
在这个实验中,我们将石灰水与二氧化碳气体反应,产生了一种叫做碳酸钙的沉淀物,从而使石灰水变得浑浊。
以下是对这个化学反应的详细解释。
让我们来了解一下石灰水的组成。
石灰水是由氢氧化钙(Ca(OH)2)溶解在水中形成的。
它是一种碱性溶液,具有强烈的碱性。
当二氧化碳气体与石灰水发生反应时,会生成碳酸钙。
碳酸钙是一种无色的固体沉淀物,不溶于水。
它的化学式为CaCO3。
这个反应的化学方程式可以表示为:Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O在这个反应中,二氧化碳气体(CO2)与石灰水中的氢氧化钙(Ca(OH)2)反应,生成了碳酸钙(CaCO3)和水(H2O)。
这个化学方程式可以更详细地解释如下:1. 首先,二氧化碳气体(CO2)进入石灰水溶液中。
2. CO2分子与水中的氢氧化钙分子相互作用。
3. CO2和氢氧化钙反应生成了一个中间产物,叫做碳酸钙中间体(Ca(HCO3)2)。
4. 碳酸钙中间体不稳定,会分解为碳酸钙沉淀物和水。
5. 碳酸钙沉淀物(CaCO3)会沉淀到石灰水中,使其变得浑浊。
6. 同时,水(H2O)也是这个反应的产物之一。
这个反应是一个酸碱中和反应。
二氧化碳气体是一种弱酸,而石灰水是一种强碱。
当二氧化碳气体与石灰水反应时,二氧化碳分子中的氧原子与氢氧化钙中的氢氧根离子(OH-)结合,形成了碳酸钙中间体。
然后,碳酸钙中间体分解为碳酸钙沉淀物和水。
碳酸钙沉淀物的生成使石灰水变得浑浊。
需要注意的是,石灰水变浑浊的化学方程式只是描述了这个化学反应的总体过程,实际上,这个反应是一个复杂的平衡反应。
其中涉及到了碳酸酐离子(CO3^2-)和碳酸氢根离子(HCO3-)的生成和消耗过程。
由于这些离子的浓度和活性的变化,石灰水的浑浊程度可能会有所不同。
总结一下,澄清石灰水变浑浊的化学方程式是Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O。
二氧化碳加澄清石灰水反应方程式篇1:嘿,朋友们!今天咱们来聊聊二氧化碳和澄清石灰水那奇妙的反应方程式,就像是一场神奇的魔法秀呢!二氧化碳(CO₂)就像是一个调皮的小幽灵,在空气中飘来飘去。
而澄清石灰水呢,那就是石灰水家族中的小清新,清澈透明,静静地待在容器里,就像一个文静的小姑娘。
当这个调皮的小幽灵二氧化碳遇到澄清石灰水这个小姑娘的时候,可就热闹起来啦!它们之间的反应方程式是:CO₂+Ca(OH)₂ = CaCO₃↓+H₂O。
你看啊,就好像小幽灵二氧化碳一头扎进了澄清石灰水小姑娘的怀抱,然后一下子就产生了碳酸钙(CaCO₃)这个白色的“小雪花”,飘飘洒洒地就沉淀下来了,那沉淀的样子就像天上下起了一场白色的雪,只不过是在小小的容器里哦。
而旁边生成的水(H₂O)呢,就像是这个魔法反应的小助手,默默地在旁边待着。
这整个反应就像是一场微观世界里的小话剧,每个分子、原子都是小演员,它们按照这个方程式的剧本,上演着一场奇妙的表演呢。
要是把这个反应想象成一场战斗,二氧化碳就是入侵的小怪兽,澄清石灰水就是守护城堡的小战士,碳酸钙沉淀就是战斗后的战利品,是不是超级有趣呀?哈哈。
这二氧化碳和澄清石灰水的反应啊,在生活中也有不少小秘密哦。
就像在检测二氧化碳的时候,澄清石灰水就像是一个超级侦探,只要二氧化碳这个小坏蛋一出现,它就会用这个反应方程式来揭露二氧化碳的行踪,就像福尔摩斯通过蛛丝马迹破案一样厉害。
而且这个反应也像是化学世界里的一个小暗号,懂化学的人一看这个方程式,就像接收到了一个神秘的信号,知道这里面发生了什么奇妙的事情。
所以啊,这个看似简单的方程式,其实有着大大的魅力呢,就像一颗小小的魔法种子,在化学的花园里绽放出独特的花朵。
篇2:哟呵,各位化学小友们!今天咱得好好唠唠二氧化碳加澄清石灰水的反应方程式,这可有趣得很呢!想象一下,二氧化碳就像是一个四处游荡的小捣蛋鬼,整天在空气中闲逛,还时不时搞点小破坏。
澄清石灰水呢,那就是化学世界里的一个小清流,透明纯净得就像山间的清泉,静静地待在那儿,好像在等着什么有趣的事情发生。
澄清石灰水与二氧化碳的离子方程式生活中我们经常使用的澄清石灰水和二氧化碳,这两种物质在化学中起着重要作用。
接下来,让我们一起来澄清一下关于澄清石灰水和二氧化碳的离子方程式的知识。
首先,让我们来了解一下澄清石灰水。
澄清石灰水由氢氧化钙(Ca(OH)2)和水(H2O)组成。
氢氧化钙是一种白色固体,具有强碱性。
当澄清石灰水与酸性物质反应时,它可以中和酸,产生盐和水。
例如,当澄清石灰水与盐酸反应时,产生氯化钙(CaCl2)和水(H2O)。
这个反应可以用离子方程式表示为:Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O。
接下来,我们来了解一下二氧化碳。
二氧化碳(CO2)是一种无色无味的气体,存在于大自然和我们周围的空气中。
二氧化碳也是生物体的产物,例如呼吸作用中,人体会产生二氧化碳。
在化学反应中,二氧化碳也有着重要的作用。
我们知道,酸性物质与碱性物质反应时,会产生盐和水。
但是,当碱性物质与二氧化碳反应时,会产生碳酸盐。
例如,当二氧化碳与氢氧化钠(NaOH)反应时,产生碳酸钠(Na2CO3)和水(H2O)。
这个反应可以用离子方程式表示为:CO2 + 2NaOH →Na2CO3 + H2O。
通过以上的解释,希望大家对澄清石灰水和二氧化碳的离子方程式有了更清晰的认识。
澄清石灰水主要用于中和酸性物质,而二氧化碳则可以与碱性物质反应生成碳酸盐。
这些知识对于我们在化学实验和日常生活中的应用都有着重要的指导意义。
我们可以通过对这些化学反应的理解,更好地使用这些物质,给我们带来更多的便利和帮助。
总的来说,澄清石灰水和二氧化碳的离子方程式对于我们了解物质的性质、化学反应的机制以及它们在生活中的应用有着重要的意义。
希望通过本文的解释,大家对这些知识有了更深入的了解,并能够在实践中灵活运用。
让我们一起加深对化学的认识,享受化学带给我们的乐趣和实用性!。
二氧化碳和澄清石灰水的反应二氧化碳,化学式为CO2,是一种常见的气体,也是地球大气中的重要组成部分之一。
而澄清石灰水,则是指将石灰石煅烧后得到的氢氧化钙Ca(OH)2与水混合搅拌而成的溶液。
当二氧化碳与澄清石灰水发生反应时,会产生一种特殊的化学现象,让我们一起来探究一下这个过程。
让我们来了解一下二氧化碳和澄清石灰水的性质。
二氧化碳是一种无色、无味、密度较大的气体,可以溶解于水中,形成碳酸。
澄清石灰水呈淡白色,呈碱性,能够与酸发生中和反应。
二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式如下:CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O简单来说,二氧化碳与澄清石灰水反应会生成碳酸钙和水。
这个反应过程中,二氧化碳会与氢氧化钙发生中和反应,生成碳酸钙,而水则是这个反应的副产物。
这个反应不仅在化学实验中常常被用到,还在工业生产和环境保护中具有重要意义。
例如,二氧化碳是一种温室气体,参与全球变暖的过程,而通过与澄清石灰水的反应,可以将二氧化碳固定为碳酸钙,从而减少对大气的污染。
在实验室中,我们可以通过简单的装置观察二氧化碳和澄清石灰水的反应。
首先准备一瓶澄清石灰水,然后将一小部分二氧化碳气体通入瓶中,观察会发生什么变化。
你会发现,原本澄清的石灰水会逐渐变浑浊,并且生成一些气泡,这是因为二氧化碳与澄清石灰水反应生成的碳酸钙不溶于水,从而形成白色的沉淀。
通过这个实验,我们不仅可以观察到二氧化碳与澄清石灰水的反应过程,还可以了解到碳酸钙的生成及其性质。
这种简单而有趣的化学实验,让我们更加深入地了解了二氧化碳在环境中的作用,以及如何通过化学手段来减少大气污染。
总的来说,二氧化碳和澄清石灰水的反应是一种重要的化学现象,不仅在实验室中被广泛应用,还在工业生产和环境保护中具有重要意义。
通过了解这个反应过程,我们可以更好地认识二氧化碳的性质和环境影响,为环境保护和可持续发展做出贡献。
愿我们能够更加关注化学反应的美妙世界,探索科学的奥秘,为创造更美好的未来而努力奋斗!。
澄清石灰水和二氧化碳的离子反应方程式澄清石灰水和二氧化碳之间的离子反应方程式是指当澄清石灰水(氢氧化钙溶液)与二氧化碳气体发生反应时,所产生的化学反应方程式。
在此之前,我们需要先了解一下澄清石灰水和二氧化碳的性质和特点。
澄清石灰水是一种氢氧化钙(Ca(OH)2)溶液,它是由氢氧化钙固体与水反应得到的。
澄清石灰水呈碱性,具有腐蚀性,可用于鉴定二氧化碳和净化空气中的二氧化碳。
二氧化碳是一种无色、无味的气体,化学式为CO2。
它是一种常见的气体,存在于大气中,也是呼吸过程中产生的废气之一。
二氧化碳在常温常压下呈气态,可以通过燃烧、呼吸等过程产生。
当澄清石灰水与二氧化碳发生反应时,它们之间会发生离子反应。
具体来说,澄清石灰水中的氢氧化钙分子会与二氧化碳分子发生反应,生成碳酸钙(CaCO3)和水(H2O)。
离子反应方程式可以用化学式的形式表示,其中反应物和生成物之间用箭头(→)连接。
对于澄清石灰水和二氧化碳的反应,反应方程式可以写作:Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O这个方程式表示了澄清石灰水中的氢氧化钙和二氧化碳气体之间的反应。
在反应中,氢氧化钙分子(Ca(OH)2)和二氧化碳分子(CO2)会发生化学变化,生成碳酸钙分子(CaCO3)和水分子(H2O)。
需要注意的是,这个反应方程式并不是平衡的。
在实际的化学反应中,反应物和生成物的摩尔比例会对反应的进行产生影响。
在这个方程式中,一个氢氧化钙分子和一个二氧化碳分子反应生成一个碳酸钙分子和一个水分子。
然而,在实际的反应中,可能需要更多的反应物来达到完全反应。
值得一提的是,澄清石灰水和二氧化碳的反应是一个典型的酸碱中和反应。
在这个反应中,澄清石灰水起到了中和二氧化碳的作用。
碳酸钙是一种中性物质,它的生成使得反应体系的酸碱性质得到中和和平衡。
总结起来,澄清石灰水和二氧化碳之间的离子反应方程式是Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O。
二氧化碳和澄清石灰水的反应二氧化碳和澄清石灰水之间的反应是一种广为人知的化学反应。
二氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体,在我们的日常生活中无处不在。
而澄清石灰水则是一种常用的化学试剂,通常用于检测二氧化碳的存在。
当二氧化碳与澄清石灰水发生反应时,会产生一种特殊的化学变化,这种变化不仅可以用肉眼观察到,还可以通过化学方程式来描述。
让我们来看一下二氧化碳和澄清石灰水的化学方程式:二氧化碳气体与澄清石灰水中的氢氧化钙发生反应,生成碳酸钙和水的过程可以用化学方程式表示为:CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O。
在这个化学方程式中,二氧化碳和澄清石灰水反应生成了碳酸钙和水。
碳酸钙是一种白色固体,是一种常见的矿物质,而水则是一种无色、无味、无臭的液体。
这个反应的产物可以通过实验中观察到,当二氧化碳气体通过澄清石灰水时,澄清石灰水会变浑浊,同时生成一层白色沉淀,这就是碳酸钙形成的迹象。
这种反应在日常生活中有着重要的应用。
例如,当我们呼出的二氧化碳与澄清石灰水反应时,可以用于检测我们呼出的气体中是否含有二氧化碳。
此外,在工业生产中,也可以利用这种反应来净化废气中的二氧化碳,减少对环境的污染。
除了这种直接的化学反应外,二氧化碳和澄清石灰水还可以通过间接的方式相互作用。
例如,在植物的光合作用中,植物会吸收二氧化碳,并利用光合作用将其转化为氧气和葡萄糖。
而澄清石灰水则可以用于检测空气中的二氧化碳浓度,从而了解植物在生长过程中吸收的二氧化碳量。
总的来说,二氧化碳和澄清石灰水之间的反应是一种重要的化学反应,不仅可以用于实验室中进行化学实验,还可以在日常生活和工业生产中发挥重要作用。
通过了解这种反应的原理和应用,我们可以更好地理解化学反应的机理,提高化学实验的准确性和效率,促进科学技术的发展。
二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的化学实验
实验的步骤如下:
材料准备:
- 澄清石灰水
- 二氧化碳气体源,例如干冰或二氧化碳气瓶
- 实验室玻璃器皿和工具
操作步骤:
1. 准备一个玻璃容器,将澄清石灰水倒入容器中,使其占容器的一半左右。
2. 将二氧化碳气体源放置在容器的另一半,确保气体可以进入容器内。
3. 等待一段时间,观察石灰水的变化。
实验原理:
二氧化碳溶于水会产生碳酸,而碳酸与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙,这是一个白色沉淀物。
这个沉淀物导致了石灰水变得浑浊。
实验结果解释:
当二氧化碳气体进入石灰水中时,它与水反应生成碳酸。
碳酸与氢氧化钙反应产生白色的碳酸钙沉淀物,这导致了石灰水的变浑浊。
碳酸钙是一种不溶于水的物质,因此它以固体的形式悬浮在石灰水
中,使其看起来不再透明。
这个实验可以帮助我们观察和理解二氧化碳与石灰水的化学反应。
二氧化碳在自然界中广泛存在,例如我们呼出的气体中就含有二氧化碳。
而石灰水是一种常用的化学试剂,可以用于检测二氧化碳的存在。
通过这个实验,我们可以清楚地看到二氧化碳与石灰水之间的反应产物。
这个实验也可以作为化学教学的一部分,帮助学生更好地理解气体溶解和化学反应的原理。
总结:
通过二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的化学实验,我们可以观察到二氧化碳与石灰水之间的化学反应。
实验结果显示,二氧化碳与石灰水反应生成了不溶于水的碳酸钙沉淀物,使石灰水变得浑浊。
这个实验有助于加深对气体溶解和化学反应的理解,并可以用于化学教学中。
澄清石灰水与二氧化碳气体反应的探究作者:伍强赵贤祥杜明桂
来源:《化学教学》2018年第04期
摘要:设计将石灰水注入盛有二氧化碳气体的矿泉水瓶中,再剧烈振荡的实验探究方案。
用发射光谱仪测定饱和澄清石灰水以及饱和碳酸氢钙溶液的总钙离子浓度,得出石灰水与二氧化碳反应生成浊液、胶体和溶液3种分散系所对应的饱和石灰水稀释倍数,这对实验教学有一定的指导意义。
关键词:澄清石灰水;二氧化碳;碳酸钙;碳酸氢钙;实验探究
文章编号: 1005-6629(2018)4-0075-04 中图分类号: G633.8 文献标识码: B
饱和澄清石灰水至少稀释多少倍,再与CO2气体反应,反应液完全变澄清。
有不少研究者做了实验探究,得出饱和石灰水稀释的倍数相差很大。
严宣申查阅了相关数据并做了实验探究。
20℃时Ca(OH)2溶解度为0.165g
(0.022mol·L-1),25℃和CO2分压为1.01×105Pa时CaCO3的溶解度为0.094g
(0.0094mol·L-1)。
CO2气体通入饱和澄清石灰水,溶液出现混浊,混浊度加大,而后混浊度减轻,但无论如何得不到澄清溶液[1]。
用4~5倍水稀释饱和石灰水,再通入CO2后可得澄清溶液[2]。
许燕红等也查阅了相关数据并做了实验探究。
18℃时Ca(OH)2的溶解度约为0.164g (0.022mol·L-1),18℃和CO2分压为9.95×104Pa时CaCO3的溶解度为1.086g·L-1
(0.011mol·L-1)。
在18℃实验时,饱和澄清石灰水与蒸馏水以30mL和20mL混合时,续通
CO2气体8min以上混浊不能完全变澄清;以25mL和25mL混合时,续通CO2气体109.64s 完全變澄清[3]。
为此,设计将石灰水注入盛有CO2气体的矿泉水瓶中,再剧烈振荡的实验探究方案,得出石灰水与CO2反应生成浊液、胶体和溶液3种分散系所对应的饱和石灰水稀释倍数。
1 饱和澄清石灰水的配制、取用和测定
饱和澄清石灰水的配制。
取3000mL试剂瓶,加入30g分析纯Ca(OH)2,再加入蒸馏水,塞上橡皮塞不断摇动几分钟,静置一段时间再不断摇动几分钟,然后静置3天或更长时间。
用激光笔照射石灰水无光路或极微弱光路(从垂直照射方向观察,下同)。
饱和澄清石灰水的取用。
换上带有导管的橡皮塞,如图1所示,用洗耳球对准橡皮管口吸气,使澄清石灰水自动放出。
图1 饱和澄清石灰水取用装置图
饱和澄清石灰水总钙离子浓度的测定。
取饱和澄清石灰水200mL,再加入1mL浓盐酸,测定总钙离子浓度。
实验时尽可能做到石灰水饱和、澄清、不与空气中CO2反应。
本研究中总钙离子浓度均由美国Perkin Elmer公司制造(型号: OPTIMA8000)的电感耦合等离子体发射光谱仪来测定。
2 二氧化碳气体的制取和收集
实验装置如图2所示,在烧瓶中加入适量的NaHCO3晶体,在分液漏斗中加入6mol·L-
1H2SO4,用排水法将CO2气体收集到550mL矿泉水瓶中备用。
大理石与稀盐酸反应制取的CO2气体中含有少量的HCl气体,因此本实验用NaHCO3晶体与稀H2SO4反应制取CO2气体,避免HCl气体的干扰。
图2 二氧化碳气体制取和排水法收集装置
3 生成饱和Ca(HCO3)2溶液时饱和石灰水稀释倍数
3.1 控制室内温度25℃的实验
量取100mL饱和澄清石灰水,注入盛有CO2气体的矿泉水瓶中,旋紧瓶盖立即剧烈振荡,反应液先变混浊再变澄清(或微浊),用激光笔照射反应液有光路。
静置几个小时(不可摇动),矿泉水瓶底黏附明显的白色沉淀物。
以同样方法制备9个样品。
静置1天,量取3个样品中反应液200mL再加入1mL浓盐酸,测定总钙离子浓度。
分别静置2天、3天以同样方
法测定反应液总钙离子浓度,结果见表1(注:表中总钙离子浓度已不是原溶液总钙离子浓度,下同)。
表1 25℃时饱和澄清石灰水以及反应液的总钙离子浓度
静置2天与静置3天的反应液,其总钙离子浓度非常接近,且用激光笔照射反应液无光路,因此静置3天的反应液总钙离子浓度就是25℃、 CO2分压为1大气压时CaCO3的溶解度。
要生成饱和Ca(HCO3)2溶液,饱和澄清石灰水稀释倍数:(2.12×10-2-9.96×10-3)÷(9.96×10-3)=1.13(倍)。
结论:室内温度25℃时,饱和澄清石灰水以1∶1.13稀释(忽略溶液混合时体积的变化),反应生成饱和Ca(HCO3)2溶液。
3.2 控制室内温度20℃的实验
实验方法同上,测得各溶液总钙离子浓度见表2。
表2 20℃时饱和澄清石灰水以及反应液的总钙离子浓度
要生成饱和Ca(HCO3)2溶液,饱和澄清石灰水稀释倍数:(2.19×10-2-1.04×10-2)÷(1.04×10-2)=1.11(倍)。
结论:室内温度20℃时,饱和澄清石灰水以1∶1.11稀释(忽略溶液混合时体积的变化),反应生成饱和Ca(HCO3)2溶液。
4 生成澄清CaCO3胶体时饱和石灰水稀释倍数
在室内温度为20℃至25℃时,取100mL饱和澄清石灰水再加20mL水(一般情况加
10mL即可),注入盛有CO2气体的矿泉水瓶中,旋紧瓶盖立即剧烈振荡,反应液先变混浊再变澄清,静置几十天未见白色沉淀物,用激光笔照射反应液有光路。
结论:室内温度20℃至25℃时,饱和澄清石灰水以1∶0.2~1∶1.1稀释,反应生成澄清的CaCO3胶体;大于1∶0.2稀释,反应可能生成CaCO3浊液;小于1∶1.1稀释,反应生成澄清的Ca(HCO3)2溶液。
5 碳酸钙的陈化现象
许多化合物都有陈化性质,只是陈化程度和陈化所需时间不尽相同而已。
然而组成和结构的改变却是陈化的共同原因[4]。
为探究CaCO3是否有明显的陈化现象,设计如下对比实验。
实验1 在室内温度为25℃时,取饱和澄清石灰水50mL再加60mL水,注入盛有CO2气体的550mL矿泉水瓶中,旋紧瓶盖立即剧烈上下振荡,连续5次,反应液由混浊变澄清。
实验2 实验方法与实验1大体相同,只是注入石灰水后先静置5min,然后剧烈上下振荡,连续50次,反应液仍然混浊。
不时振荡,几个小时或几天后反应液也不变澄清。
结论:澄清石灰水和CO2反应生成CaCO3,刚生成的CaCO3较易与CO2反应,生成的CaCO3静置几分钟后就难以再与CO2反应,CaCO3陈化现象明显。
气温越高,静置时间越长,陈化现象越明显。
将石灰水置于广口瓶中,再通入CO2气体,生成的CaCO3与CO2没有充分接触,反应速率慢,CaCO3陳化现象明显,反应液难以变澄清。
6 实验探究的思考
有的研究者因忽略澄清石灰水与CO2气体反应生成胶体分散系以及CaCO3的陈化现象,仅凭理论计算求得25℃和CO2分压为1大气压时CaCO3的溶解度: 7.3×10-3mol·L-1[5]、8.27×10-3mol·L-1[6]、 8.74×10-3mol·L-1[7]、 9.75×10-3mol·L-1[8],从而错误地认为澄清石灰水浓度大于CaCO3溶解度时(两者均以物质的量浓度表示),通入CO2气体反应液最终一定混浊;小于CaCO3溶解度时,反应液最终一定澄清。
事实上,将浓度大于CaCO3溶解度的石灰水置于试管中,快速通入CO2气体有可能生成澄清的胶体;将浓度小于CaCO3溶解度的石灰水置于广口瓶中,缓慢通入CO2气体有可能生成浊液。
严宣申老师用4~5倍水稀释饱和石灰水,再通入CO2后可得澄清溶液,并真实地记录了实验情况,这给了我们思考的空间。
在实验教学中可设计如下方案来演示实验:室内温度20℃至25℃时,将饱和澄清石灰水以1∶0.2~1∶1.1稀释,注入盛有CO2气体的矿泉水瓶中再剧烈振荡。
此方案使反应物充分接触,反应速率快,有效地防止CaCO3陈化,反应液呈现先变混浊再变澄清的实验现象。
如果刻意得到饱和的Ca(HCO3)2溶液,则饱和澄清石灰水以1∶1.1稀释。
制取浓度相对较大的澄清分散系,目的是演示Ca(HCO3)2热稳定性实验以及Ca(HCO3)2与NaOH溶液反应实验产生明显的实验现象。
参考文献:
[1][2][4]严宣申.化学实验的启示与科学思维的训练(第1版)[M].北京:北京大学出版社, 1993: 15, 17, 36.
[3]许燕红等.二氧化碳使澄清石灰水先混浊后澄清的条件探究[J].化学教育, 2013,(8): 69.
[5]李友银.对二氧化碳通入饱和石灰水实验的再探究[J].中学化学教学参考, 2014,(8): 52.
[6]钟汝永.溶液中二氧化碳与碳酸钙反应的化学平衡常数推导[J].中学化学教学参考,2015,(4): 56.
[7]钟汝永.澄清石灰水中通入过量二氧化碳未必能变清[J].教学仪器与实验, 2014,(11): 37.
[8]吴文中.澄清石灰水与二氧化碳的作用机理和实验探究[J].化学教学, 2017,(8): 53.。