1、专项(四)氢氧化钠与二氧化碳反应探究1.2023陕西对一瓶已变质的NaOH溶液进行如下实验,其中实验方案能达到实验目的的是()选项实验目的实验方案A证明溶液中存在Na2CO3取样,滴加无色酚酞溶液B除去溶液中的Na2CO3加入一定量的CaCl2溶液,然后过滤C证明溶液部分变质取样,加入过量呈中性的BaCl2溶液,振荡后滴加无色酚酞溶液D测溶液的pH用玻璃棒蘸取少许溶液涂在湿润的pH试纸上,与标准比色卡对比2. 某化学兴趣小组的同学用如图G4-2所示装置进行实验(装置气密性良好),先关闭止水夹,将足量的氢氧化钠溶液滴入烧瓶中,充分吸收掉二氧化碳后,再打开止水夹。图G4-2(1)烧瓶中观察到的现象
2、是。(2)根据上述现象能否得出“二氧化碳与氢氧化钠发生了反应”的结论?,原因是。(3)实验结束后,烧瓶内液体的溶质组成可能是。3.2023石家庄十八县基模为探究CO2与NaOH溶液发生的反应,某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。查阅资料20 时,几种物质在水中的溶解度见下表:物质Na2CO3NaHCO3 Ca(OH)2 Ba(OH)2溶解度/g21.59.60.165 3.89实验探究 (1)实验一:小雨取一充满CO2的矿泉水瓶,加入一定量的水,立即拧紧瓶盖,振荡,发现瓶子变瘪;小雨另取一相同的充满CO2的矿泉水瓶,向其中加入与水等体积的NaOH溶液,立即拧紧瓶盖,振荡,得到溶液X,此时观察到
3、的现象是。(2)实验二:为检验CO2与NaOH溶液反应的产物,小亮取实验一所得溶液X少许,向其中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,该反应的化学方程式为,实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是。(3)实验三:小华取实验一所得溶液X少许,向其中加入过量的BaCl2溶液,振荡,静置,取上层清液,滴入1滴酚酞溶液,发现溶液呈色,证明溶液X中有NaOH剩余。实验中,小华没有直接向少量溶液X中滴入酚酞溶液,理由是。图G4-3(4)实验四:兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中,用数字化实验技术测定反应过程中温度的变化,结果如图G4-3所示。图中,AB段温度变化的原因是。反思
4、感悟(5)实验从CO2减少、NaOH减少、Na2CO3生成等物质的变化,以及转化等视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应,对于现象不明显的化学反应,可以通过现代技术手段进行数据测定,实现反应过程的“可视化”。4.2023衡阳宏宏同学发现上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质,宏宏邀约几个喜欢探究的同学对此进行了探究。请你一起完成下列实验报告。(1)提出问题1该溶液是否变质?实验探究1实验操作实验现象解释与结论取少量该溶液放于试管中,滴加足量稀盐酸有 产生说明该溶液已变质。变质的原因是(请用化学方程式表示)(2)提出问题2该溶液变质程度怎样?提出猜想猜想一:已完全变质,该
5、溶液中溶质只含Na2CO3;猜想二:部分变质,该溶液中溶质含有。查阅资料氯化钡溶液呈中性。实验探究2实验步骤实验现象结论先取少量该溶液放于试管中,加入过量氯化钡溶液有 生成猜想成立静置,取上层清液于另一支试管中,加入23滴酚酞溶液上层清液变红(3)提出问题3怎样提纯该样品得到纯净的氢氧化钠固体?实验探究3为得到纯净的氢氧化钠固体,同学们取该样品并设计了如下实验方案。图G4-4请回答下列问题。操作a和操作b中都需用到玻璃棒,其中操作a中玻璃棒的作用为。根据实验流程可知,最终所得氢氧化钠固体质量(填“大于”“小于”或“等于”)变质后样品中氢氧化钠的质量。(4)反思交流在实验探究2中加入过量的氯化钡
6、溶液的目的是什么?。5.2023桂林实验课上,同学们发现一瓶久置空气中的氢氧化钠固体的瓶口有白色粉末。在老师指导下,同学们对该白色粉末的成分进行了讨论。猜想与假设猜想:白色粉末是碳酸钠;猜想:白色粉末是氢氧化钠;猜想:白色粉末是。查阅资料CaCl2溶液、Ca(NO3)2溶液呈中性。实验探究取白色粉末溶于水形成溶液A,设计如下实验:图G4-5(1)由上述实验可知,猜想肯定不成立。(2)若操作滴加过量稀硫酸有气体B产生,而滴加少量稀硫酸可能没有气体B产生,其可能的原因是 (用化学方程式回答)。(3)适合操作的X溶液是(填序号)。A.CaCl2溶液B.Ca(OH)2溶液C.Ba(OH)2溶液D.Ca
7、(NO3)2溶液(4)操作需要用到的玻璃仪器是。(5)请写出操作的两种方案并得出结论。方案一:。方案二:。6.化学反应往往伴随着一些现象发生,但CO2与NaOH溶液的反应没有明显的现象。为了通过一些现象说明CO2与NaOH发生了反应,某班同学分组做了如下探究实验。图G4-6(1)第一组同学把一支收集有CO2的试管倒立在装有饱和NaOH溶液的烧杯中(如图G4-6),看到试管内液面上升。发生这种现象是因为试管内外产生了。(2)有同学质疑,认为上述实验设计没有排除二氧化碳溶解于氢氧化钠溶液的假设,并设计了如下两个实验装置,进行实验甲和乙。图G4-7分别向甲、乙两个瓶中注入少量等体积的两种溶液或液体,
8、观察实验现象。实验甲中若观察到U形管左端液面(填“升高”或“降低”),则证明溶液中的氢氧化钠能与二氧化碳反应,反应的化学方程式是。与以上实验相比,同学们认为实验甲更合理,因为它排除对实验的干扰。实验乙中说明CO2能与Ca(OH)2反应的实验现象是。下列实验现象中,一定能说明实验乙“CO2与NaOH发生了化学反应”的是(填序号)。a.U形管中红墨水左低右高b.U形管中红墨水左高右低c.U形管中红墨水液面没有发生改变(3)现有下列信息:乙醇中溶解度/gNaOH(20 )17.3Na2CO3(20 )0.01某同学向氢氧化钠的乙醇溶液中通入二氧化碳,可观察到的现象,证明二氧化碳与氢氧化钠发生反应。【
9、2023学年参考答案】典题训练1.C解析Na2CO3溶液和NaOH溶液都呈碱性,因此取样,滴加无色酚酞溶液时,溶液一定变成红色,故无法证明溶液中存在Na2CO3;加入一定量的CaCl2溶液,会与Na2CO3溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,氯化钠易溶于水,故会引入新杂质氯化钠;加入过量呈中性的BaCl2溶液,如果溶液中含有碳酸钠,Na2CO3会与BaCl2反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,振荡后滴加无色酚酞溶液,如果溶液中存在未变质的氢氧化钠,酚酞溶液会变成红色;用玻璃棒蘸取少许溶液涂在湿润的pH试纸上,会将溶液稀释,碱性减弱,溶液的pH变小。2.(1)澄清石灰水倒吸入烧瓶,烧瓶中溶液变浑浊(2)不能
10、二氧化碳溶于水也会使烧瓶中压强变小,使石灰水倒吸入烧瓶,且二氧化碳也能使石灰水变浑浊(3)氢氧化钠或氢氧化钠和碳酸钠或氢氧化钠和氢氧化钙解析(1)将氢氧化钠溶液滴入二氧化碳中,氢氧化钠与二氧化碳反应,消耗了二氧化碳而使烧瓶中压强变小,澄清石灰水进入烧瓶,氢氧化钙溶液可与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀,所以烧瓶中的溶液变浑浊。(2)仅凭(1)中的现象不足以说明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应,因为氢氧化钠溶液中的溶剂为水,二氧化碳溶于水也会使烧瓶中压强变小,且二氧化碳也能使澄清石灰水变浑浊,而产生(1)中现象。(3)根据二氧化碳、氢氧化钠和氢氧化钙的化学性质,以及加入的氢氧化钠溶液是足量的,可以判断在该溶
11、液中溶质一定有氢氧化钠,可能存在的溶质为碳酸钠、氢氧化钙中的一种,注意碳酸钠和氢氧化钙不可能同时存在,因为碳酸钠可以和氢氧化钙发生反应生成碳酸钙和氢氧化钠。3.(1)瓶子变瘪,且比装水的更瘪(2)BaCl2+Na2CO3BaCO3+2NaCl如果NaOH有剩余,会与氯化钙形成微溶于水的氢氧化钙,也会产生白色沉淀(3)红碳酸钠溶液显碱性,也能使酚酞溶液变红(4)二氧化碳与氢氧化钠溶液反应放热(5)能量4.(1)气泡CO2+2NaOHNa2CO3+H2O(2)Na2CO3和NaOH白色沉淀二(3)引流大于(4)除去溶液中的碳酸钠,以免对氢氧化钠的检验产生影响解析(1)取少量该溶液于试管中,向其中滴
12、加稀盐酸,有气泡冒出,说明氢氧化钠溶液已变质。变质的原因是氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。(2)若氢氧化钠溶液部分变质,则该溶液中溶质含有Na2CO3和NaOH。先取少量该溶液放于试管中,加入过量氯化钡溶液,产生了白色沉淀,静置,取上层清液于另一支试管中,加入23滴酚酞溶液,上层清液变红,从而可以证明猜想二成立。(3)操作a的名称为过滤,操作b的名称为蒸发。其中操作a中玻璃棒的作用是引流。碳酸钠能与石灰水反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,能除去杂质且没有引入新的杂质,反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2NaOH,由化学反应方程式可以看出,变质生成的碳酸钠通过反应生成氢
13、氧化钠,所以最终所得氢氧化钠固体质量比变质后样品中氢氧化钠的质量大。(4)在实验探究2中滴加过量氯化钡溶液的目的是除去溶液中的碳酸钠,以免对氢氧化钠的检验产生影响。5.猜想与假设碳酸钠和氢氧化钠实验探究(1)(2)H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O(3)AD(4)玻璃棒、烧杯、漏斗(5)滴加无色酚酞溶液,溶液变红,溶液A中含有碳酸钠和氢氧化钠用pH试纸测溶液D的pH,pH大于7,溶液A中含有碳酸钠和氢氧化钠解析实验探究(2)因为溶液A中可能含有氢氧化钠和碳酸钠,如果加少量的稀硫酸,稀硫酸和氢氧化钠反应,没有多余的硫酸和碳酸钠反应,所以可能看不到气泡产生,因此实验过程中必须加过量的稀硫
14、酸,以验证溶液中是否含有碳酸钠。(3)氢氧化钠变质生成碳酸钠,所以操作所加X溶液是能与碳酸钠反应生成沉淀的物质,且不能影响后续氢氧化钠的检验,因此反应后不可以生成碱性物质,故不可选用氢氧化钙溶液和氢氧化钡溶液。(5)操作是为了检验氢氧化钠的存在,所以可以用pH试纸或酚酞溶液进行检验,如果溶液呈碱性即可确认氢氧化钠的存在。6.(1)压强差(2)升高2NaOH+CO2Na2CO3+H2O水Ca(OH)2溶液变浑浊bc(3)有白色沉淀析出解析(3)20 时,氢氧化钠在乙醇中的溶解度为17.3 g,碳酸钠在乙醇中的溶解度0.01 g,由此可知氢氧化钠在乙醇中可溶,碳酸钠在乙醇中难溶,所以在乙醇中生成的碳酸钠以沉淀的形式析出。因此向氢氧化钠的乙醇溶液中通入二氧化碳,看到的现象是有白色沉淀生成。7
