【二氧化碳与澄清石灰水反应离子方程式】在化学实验中，二氧化碳（CO₂）与澄清石灰水的反应是一个常见的现象，常用于检测二氧化碳的存在。该反应不仅具有明显的实验现象，还涉及一定的离子反应原理。以下是对该反应的总结及离子方程式分析。
一、反应原理简述
澄清石灰水是氢氧化钙（Ca(OH)₂）的水溶液，当二氧化碳通入其中时，会发生如下反应：
- 化学方程式：
CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O
此反应生成了不溶于水的碳酸钙沉淀（CaCO₃），导致溶液变浑浊，这是判断二氧化碳存在的一个典型实验现象。
二、离子方程式分析
由于氢氧化钙和碳酸钙均为强电解质，在水中会电离为离子形式，因此可以写出对应的离子方程式。
1. 初步反应（少量CO₂）
当CO₂通入澄清石灰水时，首先发生的是以下离子反应：
- 离子方程式：
CO₂ + Ca²⁺ + 2OH⁻ → CaCO₃↓ + H₂O
此反应中，CO₂与OH⁻结合生成H₂O，并与Ca²⁺形成CaCO₃沉淀。
2. 过量CO₂的情况
若继续通入过量的CO₂，则碳酸钙沉淀会进一步与CO₂和水反应，生成可溶性的碳酸氢钙（Ca(HCO₃)₂）：
- 化学方程式：
CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca²⁺ + 2HCO₃⁻
- 离子方程式：
CaCO₃↓ + CO₂ + H₂O → Ca²⁺ + 2HCO₃⁻
此时溶液由浑浊变为澄清，说明碳酸钙溶解。
三、反应过程总结表
| 反应阶段 | 实验现象 | 化学方程式 | 离子方程式 |
| 少量CO₂ | 溶液变浑浊 | CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O | CO₂ + Ca²⁺ + 2OH⁻ → CaCO₃↓ + H₂O |
| 过量CO₂ | 溶液变澄清 | CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂ | CaCO₃↓ + CO₂ + H₂O → Ca²⁺ + 2HCO₃⁻ |
四、注意事项
1. 实验中需控制CO₂的通入量，以观察不同阶段的反应现象。
2. 碳酸钙的溶解性随CO₂的增加而变化，这是该反应的重要特性。
3. 此反应在工业和环境科学中也有广泛应用，如烟气脱硫等。
通过以上分析可以看出，二氧化碳与澄清石灰水的反应不仅是实验教学中的经典内容，也反映了离子反应的基本规律。理解其反应机制有助于深入掌握无机化学的相关知识。
