【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,生成一种不溶于水的白色沉淀物。这一实验常用于检测二氧化碳的存在,是初中化学中常见的实验之一。
一、实验现象总结
在实验过程中,随着二氧化碳气体的持续通入,澄清石灰水会逐渐变浑浊,这是因为生成了碳酸钙(CaCO₃)沉淀。如果继续通入过量的二氧化碳,浑浊的石灰水又会逐渐变回澄清,这是由于碳酸钙与过量的二氧化碳和水反应生成了可溶的碳酸氢钙(Ca(HCO₃)₂)。
二、化学反应方程式
1. 初步反应(生成碳酸钙沉淀):
$$
\text{CO}_2 + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3\downarrow + \text{H}_2\text{O}
$$
2. 过量二氧化碳后(碳酸钙溶解):
$$
\text{CaCO}_3 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(HCO}_3)_2
$$
三、实验结果对比表
| 实验阶段 | 现象描述 | 化学反应式 | 反应类型 |
| 初期 | 溶液变浑浊 | $\text{CO}_2 + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3\downarrow + \text{H}_2\text{O}$ | 碳酸盐生成反应 |
| 后期 | 溶液重新变澄清 | $\text{CaCO}_3 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(HCO}_3)_2$ | 碳酸盐溶解反应 |
四、实验应用与意义
该实验不仅能够验证二氧化碳的存在,还展示了酸碱反应与碳酸盐溶解性的变化过程。在实际生活中,这一原理也被应用于判断空气中的二氧化碳含量,或在工业上用于控制溶液的pH值。
通过观察石灰水的变化,学生可以更直观地理解化学反应的可逆性以及物质之间的相互作用。同时,这一实验也强调了实验操作中“逐步加入”的重要性,以避免因过量导致的结果反转。


