关于次氯酸钙与二氧化碳的反应

      1 问题背景

      国内中学化学教材一直沿用下列化学方程式表示次氯酸钙与二氧化碳的反应：

      

      随后《化学教学》上又有文章试图用实验证明这一推测，具体实验及现象是“向澄清石灰水中通入过量氯气。用石灰水调整pH值到8。 取调整后的溶液10毫升，向里通入二氧化碳，通五分钟，自始至终没观察到沉淀现象……”[3]。

      2000年上海高考化学第10题也涉及了次氯酸钙与二氧化碳反应的问题：

      下列反应的离子方程式错误的是（ ）

      

      该题的参考答案为A。即除选项A的离子方程式错误以外，其余都是正确的。而选项D 中“次氯酸钙溶液中通入过量的二氧化碳”的离子方程式对应的化学方程式是（2）式而不是（1）式。

      综上，关于次氯酸钙与二氧化碳的反应，目前有两种观点：一是以中学化学教材为代表的如（1）式进行；二是如（2）式进行。在第2 种观点中文献[2]未涉及反应物的用量的问题，而文献[3]中的“通入二氧化碳五分钟”，特别是上海考题中的“通入过量的二氧化碳”，又会让人以为（2）式反应是（1）式反应和下列（3 ）式反应共同作用的结果：

      

      2 实验及事实

      实验1 在一锥形瓶中注入50mL新制的澄清石灰水， 滴加几滴酚酞试液，然后逐滴加入新制的氯水至溶液中的红色恰好褪去， 消耗氯水26.4mL。在测定所得溶液pH时，试纸上滴有被测液的位置先变墨绿色显示溶液的pH约为8，而后由于该溶液的漂白性又立即恢复试纸的本色。

      实验2 按实验1中石灰水与氯水的比例，将50mL新制的澄清石灰水和26.4mL蒸馏水混合，备用。

      实验3 在a、b两试管中各注入实验1、2所得溶液6mL，为防连续通往二氧化碳导致过量，实验者用洁净的玻管缓缓吹入呼出的气体，每隔约5s观察一次，b试管中石灰水在20s后出现明显的浑浊现象，而试管a中始终无明显变化。在a试管中累计吹入气体2min后测得溶液pH约为6，同时再向b试管中继续吹入人体呼出的气体30s，使其形成较多的CaCO[,3]，备用。

      实验4 将a试管中的溶液平均分装在c、d两试管中，在c 试管中逐滴加入b试管中的浊液，起始时溶液能使浊液中的CaCO[,3] 溶解而保持澄清，在滴加到12～14滴时，浊液中的CaCO[,3]不再溶解，溶液开始出现明显的浑浊现象；在d试管中逐滴加入实验2所得的石灰水时，起初每滴加1滴石灰水都有一些浑浊现象，但振荡后浑浊立即消失， 在滴加12滴石灰水以后，溶液中形成的浑浊现象不再消失。

      实验5 在e试管中注入6mL蒸馏水，持续吹入呼出的气体2min后， 测得溶液的pH约为6，用该溶液代替a试管中的溶液重复实验4。 结果表明，在一试管中加入b试管中的浊液时，开始浊液中的CaCO[,3] 也能够溶解，加4～5滴浊液后，浑浊现象不再消失；在另一试管中，逐滴加入实验2所得的石灰水，难以观察到浑浊现象。

      3 结论与讨论

      石灰水中的Ca（OH）[,2]经实验1与氯气发生如下反应：

      2Ca（OH）[,2]＋2Cl[,2]＝Ca（ClO）[,2]＋CaCl[,2]＋2H[,2]O （4）便形成了Ca（ClO）[,2]的稀溶液， 在溶液中缓缓吹入人体呼出的气体，又实现了Ca（ClO）[,2]与CO[,2]的反应。其中，实验3表明Ca（ClO）[,2]与CO[,2]的反应产物中没有难溶性的物质；对比实验4、5可知，Ca（ClO）[,2]与CO[,2]的反应产物中有能使石灰水变浑浊的物质， 也有能溶解CaCO[,3]的物质。根据反应物的构成情况可以推知，Ca（ClO）[,2]与CO[,2]的反应产物是Ca（HCO[,3]）[,2]和HClO，它们在实验4中所发生的反应为：