离子反应中少量与过量问题探究

实验目的

探究反应物用量对产物的影响,会书写少量、过量两种情况的反应方程式。

实验原理

CO₂ 少量时:Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O,离子方程式为 Ca₂+ + 2OH- + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O。CO₂ 过量时,CaCO₃ 继续反应:CaCO₃ + CO₂ + H₂O = Ca(HCO₃)₂,沉淀溶解。加热时 Ca(HCO₃)₂ =△= CaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑。

实验器材

• 澄清石灰水
• 二氧化碳气体(大理石与稀盐酸制取)
• 试管
• 导管
• 烧杯
• 酒精灯
• 试管夹

实验步骤

1. 在试管中加入约 1/3 体积的澄清石灰水
2. 用大理石与稀盐酸制取 CO₂,经导管缓慢通入石灰水
3. 观察溶液刚开始变浑浊的现象
4. 继续通入 CO₂ 至过量,观察浑浊是否消失
5. 取少量变澄清的溶液于另一支试管中,小心加热
6. 观察加热后的现象,分别写出各步方程式

实验现象与结论

通入少量 CO₂,石灰水变浑浊,生成 CaCO₃ 沉淀;继续通入过量 CO₂,浑浊逐渐消失,溶液变澄清,生成可溶的 Ca(HCO₃)₂。加热澄清液,再次出现白色浑浊并有气泡。结论:用量不同,产物不同。

注意事项

• 石灰水有腐蚀性,避免溅入眼睛
• 加热试管时管口不要对着人
• 通气速度不宜过快,防止液体冲出

常见问题

为什么石灰水先浑浊后变澄清?

先生成难溶的 CaCO₃;CO₂ 过量后,CaCO₃ 与 CO₂、H₂O 反应生成可溶的 Ca(HCO₃)₂。

少量与过量时的离子方程式有何不同?

少量:Ca₂+ + 2OH- + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O;过量时总反应为 OH- + CO₂ = HCO₃-。