【二氧化碳通入澄清石灰水】当二氧化碳(CO₂)被通入澄清的石灰水时,会发生明显的化学反应,导致溶液由澄清变为浑浊。这一现象是实验室中常见的验证二氧化碳存在的方法之一。以下是关于该实验的详细总结。
一、实验原理
澄清石灰水的主要成分是氢氧化钙(Ca(OH)₂)的水溶液。当二氧化碳气体通入其中时,会发生如下化学反应:
$$
\text{CO}_2 + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3 \downarrow + \text{H}_2\text{O}
$$
生成的碳酸钙(CaCO₃)是一种难溶于水的白色沉淀物,因此溶液会变得浑浊。
如果继续通入过量的二氧化碳,沉淀会逐渐溶解,生成可溶性的碳酸氢钙(Ca(HCO₃)₂):
$$
\text{CaCO}_3 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(HCO}_3)_2
$$
此时溶液又会恢复澄清。
二、实验步骤简述
1. 取少量澄清石灰水于试管中。
2. 用导管将二氧化碳气体缓缓通入试管中。
3. 观察溶液颜色变化。
4. 若继续通入二氧化碳,观察沉淀的溶解情况。
三、实验现象总结表
| 现象描述 | 实验阶段 | 原因说明 |
| 溶液变浑浊 | 初期通入CO₂ | 生成不溶的CaCO₃沉淀 |
| 沉淀逐渐溶解 | 继续通入CO₂ | CaCO₃与CO₂和H₂O反应生成Ca(HCO₃)₂ |
| 溶液恢复澄清 | 过量CO₂通入后 | 碳酸氢钙可溶于水 |
四、实验意义与应用
该实验常用于检测二氧化碳的存在,尤其在生物呼吸、燃烧产物分析等领域有广泛应用。此外,它也是理解酸碱反应和碳酸盐溶解度的重要实例。
通过本实验,可以直观地看到气体与溶液之间的化学反应过程,加深对化学反应规律的理解。同时,实验过程中需要注意控制气体通入速度,以避免因过快而影响观察效果。


