專項(xiàng)04 探究氫氧化鈉與二氧化

1.2017濰坊 下列驗(yàn)證“CO2與NaOH溶液反應(yīng)”的裝置中,不能觀察到明顯現(xiàn)象的是(裝置氣密性均良好)()類型一利用氣壓的變化來判斷反應(yīng)是否發(fā)生圖G4-1解析 二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)無明顯現(xiàn)象,要借助反應(yīng)中氣壓的變化或者反應(yīng)中生成物的性質(zhì)來驗(yàn)證二者發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。答案 A類型一利用氣壓的變化來判斷反應(yīng)是否發(fā)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):三頸燒瓶中充滿二氧化碳?xì)怏w,A頸、B頸分別連接充滿氫氧化鈉溶液和鹽酸的注射器,C頸插有兩端開口的玻璃導(dǎo)管(伸入瓶?jī)?nèi)的一端連有小氣球),裝置氣密性良好。實(shí)驗(yàn)操作:先通過A頸往瓶?jī)?nèi)注入氫氧化鈉溶液,觀察到小氣球的形狀發(fā)生了變化;過一段時(shí)間后再通過B頸往瓶中注入鹽酸,發(fā)現(xiàn)小氣球的形狀又發(fā)生了改變。請(qǐng)描述小氣球形狀的變化情況,并對(duì)此作出合理的解釋: 。 2.2018金華 某拓展性學(xué)習(xí)小組在學(xué)?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新比賽中,做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn),裝置如圖G4-2。圖G4-2類型一利用氣壓的變化來判斷反應(yīng)是否發(fā)生解析 先通過A頸往瓶?jī)?nèi)注入氫氧化鈉溶液,氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)減小,氣球脹大,過一段時(shí)間后再通過B頸往瓶中注入鹽酸,鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳,瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)增大,氣球變癟。答案開始時(shí),氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)變小,氣球變大;注入鹽酸后,鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳,導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)增大,氣球變癟類型一利用氣壓的變化來判斷反應(yīng)是否發(fā)生3.2018海南 某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了如下系列實(shí)驗(yàn)。根據(jù)圖G4-3回答問題。類型二通過檢驗(yàn)生成物來判斷反應(yīng)是否發(fā)生圖G4-3(1)寫出圖中儀器 a 的名稱 。 (2)實(shí)驗(yàn)室制備二氧化碳的發(fā)生裝置可選用 (填序號(hào)),反應(yīng)的化學(xué)方程為。 對(duì)于無明顯現(xiàn)象的反應(yīng),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的基本特征,應(yīng)如何證明其發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)? 請(qǐng)寫出你的設(shè)計(jì)思路: 。 (3)二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中無明顯現(xiàn)象。該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為了使二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生明顯現(xiàn)象,用燒瓶收集二氧化碳后,按 D 裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),擠壓膠頭滴管(膠頭滴管中盛有濃的氫氧化鈉溶液),打開止水夾,形成紅色噴泉。 有同學(xué)提出疑問,該實(shí)驗(yàn)中二氧化碳減少是否能證明二氧化碳確實(shí)與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)?若二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng),則需要證明反應(yīng)后的溶液中有 生成。請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明(簡(jiǎn)要說明操作、現(xiàn)象和結(jié)論): 類型二通過檢驗(yàn)生成物來判斷反應(yīng)是否發(fā)生答案 (1)長(zhǎng)頸漏斗(3)碳酸鈉取少量反應(yīng)后的溶液于試管中,加入幾滴氯化鋇(或氫氧化鋇)溶液,如有白色沉淀產(chǎn)生,則證明有碳酸鈉生成(若加稀鹽酸或稀硫酸產(chǎn)生氣泡也可,但必須指明酸要足量)證明反應(yīng)物消失或有新物質(zhì)生成類型二通過檢驗(yàn)生成物來判斷反應(yīng)是否發(fā)生解析 (1)據(jù)圖可知儀器 a 的名稱為長(zhǎng)頸漏斗。(2)實(shí)驗(yàn)室用稀鹽酸和大理石或石灰石反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2,可選用發(fā)生裝置B。(3)二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)后,生成了碳酸鈉,若要檢驗(yàn)二氧化碳確實(shí)與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng),只需證明有碳酸鈉生成就可以了。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下:取少量反應(yīng)后的溶液于試管中,加入幾滴氯化鋇(或氫氧化鋇)溶液,如有白色沉淀產(chǎn)生,則證明有碳酸鈉生成(若加稀鹽酸或稀硫酸產(chǎn)生氣泡也可,但必須指明酸要足量)。對(duì)于無明顯現(xiàn)象的反應(yīng),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的基本特征,可以采用證明反應(yīng)物消失或有新物質(zhì)生成進(jìn)行驗(yàn)證。類型二通過檢驗(yàn)生成物來判斷反應(yīng)是否發(fā)生4.2018黃岡 對(duì)比實(shí)驗(yàn)是化學(xué)研究中經(jīng)常采用的方法?；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)在研究CO2通入NaOH溶液是否發(fā)生了反應(yīng),設(shè)計(jì)了下列兩組實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)和化學(xué)興趣小組的同學(xué)一起探究并回答問題。設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)步驟一實(shí)驗(yàn)步驟二實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類型二通過檢驗(yàn)生成物來判斷反應(yīng)是否發(fā)生探究與結(jié)論(1)實(shí)驗(yàn)中步驟一看不到明顯現(xiàn)象,步驟二產(chǎn)生的現(xiàn)象是。 (2)實(shí)驗(yàn)中步驟二看到有白色沉淀析出,則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 (3)在實(shí)驗(yàn)的步驟一中,CO2和NaOH溶液一定發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),但卻看不到明顯的現(xiàn)象,原因是 。 答案 (1)有氣泡冒出(2)CaCl2+Na2CO3 CaCO3+2NaCl (3)CO2與NaOH溶液反應(yīng)生成水和易溶于水的Na2CO3類型二通過檢驗(yàn)生成物來判斷反應(yīng)是否發(fā)生類型二通過檢驗(yàn)生成物來判斷反應(yīng)是否發(fā)生拓展延伸現(xiàn)有下列信息:資料卡片一20 NaOH、Na2CO3在水中的溶解度物質(zhì)溶解度(S)/gNaOH109Na2CO321.8資料卡片二20 NaOH、Na2CO3在乙醇中的溶解度物質(zhì)溶解度(S)/gNaOH17.3Na2CO30.01 圖G4-4請(qǐng)你和化學(xué)興趣小組的同學(xué)一起利用以上信息再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),證明CO2確實(shí)與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)的操作為 。 看到的現(xiàn)象是 。 類型二通過檢驗(yàn)生成物來判斷反應(yīng)是否發(fā)生答案向氫氧化鈉的乙醇溶液中通入二氧化碳 有白色沉淀析出解析 20 時(shí),氫氧化鈉在乙醇中溶解度為17.3 g,碳酸鈉在乙醇中的溶解度0.01 g,所以氫氧化鈉在乙醇中可溶,碳酸鈉在乙醇中為沉淀,因此在乙醇中生成的碳酸鈉不能溶在乙醇中。實(shí)驗(yàn)的操作為向氫氧化鈉的乙醇溶液中通入二氧化碳,看到的現(xiàn)象是有白色沉淀生成。類型二通過檢驗(yàn)生成物來判斷反應(yīng)是否發(fā)生5.2018泰州 為探究CO2與NaOH溶液發(fā)生的反應(yīng),某興趣小組嘗試用不同的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。查閱資料 .20 時(shí),幾種物質(zhì)在水中的溶解度見下表:.本實(shí)驗(yàn)條件下,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分別約為11.0和8.5。物質(zhì)Na2CO3NaHCO3Ca(OH)2Ba(OH)2溶解度/g21.59.60.1653.89類型二通過檢驗(yàn)生成物來判斷反應(yīng)是否發(fā)生實(shí)驗(yàn)探究 (1)實(shí)驗(yàn)一:小雨取一充滿CO2的礦泉水瓶,加入一定量的水,立即擰緊瓶蓋,振蕩,發(fā)現(xiàn)瓶子變癟;小雨另取一相同的充滿CO2的礦泉水瓶,向其中加入與水等體積的NaOH溶液,立即擰緊瓶蓋,振蕩,得到溶液X,此時(shí)觀察到的現(xiàn)象是。實(shí)驗(yàn)中,小雨采用兩只礦泉水瓶做對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目的是 。 (2)實(shí)驗(yàn)二:為檢驗(yàn)CO2與NaOH溶液反應(yīng)的產(chǎn)物,小亮取實(shí)驗(yàn)一所得溶液X少許,向其中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀產(chǎn)生,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。實(shí)驗(yàn)中不宜將BaCl2溶液換成CaCl2溶液的原因是 (3)實(shí)驗(yàn)三:小華取實(shí)驗(yàn)一所得溶液X少許,向其中加入過量的BaCl2溶液,振蕩,靜置,取上層清液,滴入1滴酚酞溶液,發(fā)現(xiàn)溶液呈色,證明溶液X中有NaOH剩余。實(shí)驗(yàn)中,小華沒有直接向少量溶液X中滴入酚酞溶液,理由是。 類型二通過檢驗(yàn)生成物來判斷反應(yīng)是否發(fā)生(4)實(shí)驗(yàn)四:興趣小組將CO2持續(xù)通入一定濃度一定量的NaOH溶液中,用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)測(cè)定反應(yīng)過程中溶液的pH和溫度變化,結(jié)果如圖G4-5甲、乙所示。圖G4-5圖甲中,BC段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。圖乙中,DE段溫度變化的原因是 。 反思感悟 (5)實(shí)驗(yàn)從CO2減少、NaOH減少,Na2CO3生成等物質(zhì)的變化,以及轉(zhuǎn)化等視角多維度探究CO2與NaOH發(fā)生了反應(yīng),對(duì)于現(xiàn)象不明顯的化學(xué)反應(yīng),可以通過現(xiàn)代技術(shù)手段進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)定,實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程的“可視化”。 類型二通過檢驗(yàn)生成物來判斷反應(yīng)是否發(fā)生類型二通過檢驗(yàn)生成物來判斷反應(yīng)是否發(fā)生解析 (1)實(shí)驗(yàn)一:二氧化碳與水反應(yīng),使礦泉水瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小,瓶子變癟;二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng),也會(huì)使礦泉水瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小,瓶子變癟,但氫氧化鈉溶液中也有水,所以瓶子變癟不能說明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng);通過對(duì)比實(shí)驗(yàn),如果加入與水等體積的NaOH溶液的瓶子變得比加水的瓶子更癟,說明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。(2)實(shí)驗(yàn)二:二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水,碳酸鈉與氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+BaCl2 BaCO3+2NaCl;由于氫氧化鈣的溶解度很小,如果溶液中氫氧化鈉有剩余,會(huì)與加入的氯化鈣溶液形成氫氧化鈣,也會(huì)得到沉淀,不能確定CO2與NaOH溶液反應(yīng)后的產(chǎn)物。 (3)實(shí)驗(yàn)三:二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水,碳酸鈉與氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉,靜置,取上層清液,若溶液X中含有氫氧化鈉,滴加酚酞溶液,溶液變紅色;由于碳酸鈉溶液呈堿性,滴加酚酞溶液,溶液也變紅色,故無法說明氫氧化鈉是否有剩余。(4)實(shí)驗(yàn)四:圖甲中B點(diǎn)的pH為11.0,C點(diǎn)的pH約為8.5,本實(shí)驗(yàn)條件下,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分別約為11.0和8.5,所以從B點(diǎn)開始碳酸鈉被逐漸消耗,生成碳酸氫鈉,根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知有水參加反應(yīng),故反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3;圖甲和圖乙對(duì)比可知DE段發(fā)生的反應(yīng)是二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水,此過程溫度升高,說明此反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(5)四個(gè)實(shí)驗(yàn)分別從 CO2減少、NaOH減少,Na2CO3生成等物質(zhì)的變化和能量轉(zhuǎn)化視角多維度探究CO2與NaOH發(fā)生了反應(yīng)。類型二通過檢驗(yàn)生成物來判斷反應(yīng)是否發(fā)生