过量二氧化碳与氢氧化钠的反应过程
氢氧化钠与二氧化碳的反应是中学化学中一个重要的酸碱中和与成盐反应。其初始反应是二氧化碳作为酸性氧化物，与碱性的氢氧化钠发生中和，生成碳酸钠和水。化学方程式表示为：CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O。碳酸钠是一种正盐，其水溶液呈碱性。这个反应在工业上常用于吸收或除去多余的二氧化碳气体。
过量二氧化碳的影响与最终产物
当二氧化碳持续通入，即过量时，反应会进一步深入。先前生成的碳酸钠会与更多的二氧化碳和水继续反应，生成碳酸氢钠。其化学方程式为：Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O = 2NaHCO₃。碳酸氢钠是一种酸式盐，其水溶液的碱性弱于碳酸钠。因此，在二氧化碳过量的条件下，整个反应的总方程式可以写为：CO₂ + NaOH = NaHCO₃。这意味着，反应物比例和通入气体的量直接决定了最终产物是碳酸盐还是酸式碳酸盐。
反应现象与实际应用
从实验现象观察，向澄清的氢氧化钠溶液中通入二氧化碳，初期溶液可能无明显变化（但发生了中和反应），继续通入过量二氧化碳后，若溶液浓度较高，可能观察到白色晶体（碳酸氢钠）析出。这一反应原理被广泛应用于多个领域，例如在化工生产中用于制备纯碱和小苏打；在环保领域，氢氧化钠溶液可作为洗涤剂，吸收工业废气中的酸性二氧化碳，帮助减少温室气体排放。理解反应物量的控制对产物的决定性作用，具有重要的理论和实践意义。