某化學(xué)小組在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行二氧化碳與堿溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究。
Ⅰ．二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的可行性研究
[實(shí)驗(yàn)1]學(xué)習(xí)堿的性質(zhì)時(shí)，甲組同學(xué)分別向澄清石灰水和氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳（如圖①、②）。觀察到：
①中澄清石灰水很快變渾濁，②中無(wú)明顯現(xiàn)象。
甲組得出結(jié)論：二氧化碳能與氫氧化鈣溶液反應(yīng)，不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。
（1）乙組同學(xué)提出異議，如果生成物具有 能溶于水且呈無(wú)色能溶于水且呈無(wú)色性質(zhì)，就無(wú)明顯現(xiàn)象。他們?cè)O(shè)計(jì)如圖③所示的實(shí)驗(yàn)，若軟塑料瓶變癟就可證明二氧化碳和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)。他們的依據(jù)是 軟塑料瓶變癟，說(shuō)明瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，即二氧化碳和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)了軟塑料瓶變癟，說(shuō)明瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，即二氧化碳和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)了。
（2）丙組同學(xué)提出：需要在乙組同學(xué)的基礎(chǔ)上增加一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，才可以證明是氫氧化鈉吸收了二氧化碳。丙組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為 把氫氧化鈉溶液換成等體積的水重新實(shí)驗(yàn)，并與圖③實(shí)驗(yàn)對(duì)比把氫氧化鈉溶液換成等體積的水重新實(shí)驗(yàn)，并與圖③實(shí)驗(yàn)對(duì)比。
結(jié)論：二氧化碳能與堿溶液反應(yīng)?；瘜W(xué)方程式為 CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O、CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O、CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。
Ⅱ．二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的現(xiàn)象研究
[實(shí)驗(yàn)2]丁組往氫氧化鈉溶液中持續(xù)通入一段時(shí)間二氧化碳，發(fā)現(xiàn)也變渾濁了。
已知：（1）室溫下某些物質(zhì)的溶解度：氫氧化鈉109g,碳酸鈉21.5g,碳酸氫鈉9.6g。
（2）向碳酸鈉溶液中不斷通入二氧化碳發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3。
【猜想與假設(shè)】
猜想1：可能生成了難溶物。
猜想2：可能與二氧化碳的量有關(guān)。
猜想3：可能與氫氧化鈉溶液濃度有關(guān)。
上述猜想中，肯定錯(cuò)誤是 猜想1猜想1，理由 室溫下碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度分別為：21.5g和9.6g,都不是難溶物室溫下碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度分別為：21.5g和9.6g,都不是難溶物。
[實(shí)驗(yàn)3]室溫下，取四支試管，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為10%氫氧化鈉溶液為10g,向其中通入不同體積的二氧化碳（二氧化碳被充分吸收），實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下：
| 組別 | 氫氧化鈉溶液 | 通入CO2的體積/mL | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
| 1 | 10% | 300 | 沒有明顯現(xiàn)象 |
| 2 | 10% | 450 | 出現(xiàn)較少渾濁 |
| 3 | 10% | 500 | 出現(xiàn)較多渾濁 |
| 4 | 10% | 600 | 出現(xiàn)大量渾濁 |
溶解度相對(duì)較小，為9.6g
溶解度相對(duì)較小，為9.6g
，導(dǎo)致溶液渾濁。所以，猜想2 成立
成立
（填“成立”或“不成立”）。[實(shí)驗(yàn)4]室溫下，另取三支試管，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的氫氧化鈉溶液10g,向其中通入相同體積的二氧化碳，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下：
| 組別 | 氫氧化鈉溶液 | 實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
| 1 | 1% | 持續(xù)通入等體積的CO2氣體 | 沒有明顯現(xiàn)象 |
| 2 | 5% | 出現(xiàn)很少渾濁 | |
| 3 | 10% | 出現(xiàn)大量渾濁 |
成立
成立
（填“成立”或“不成立”）。【反思與評(píng)價(jià)】
結(jié)合所給數(shù)據(jù)，丁組推測(cè)實(shí)驗(yàn)3中出現(xiàn)的不溶物還可能是碳酸鈉，理由是
室溫下碳酸鈉的溶解度小于氫氧化鈉，有可能碳酸鈉飽和后再析出
室溫下碳酸鈉的溶解度小于氫氧化鈉，有可能碳酸鈉飽和后再析出
。【拓展延伸】
往氫氧化鈉溶液中持續(xù)通入二氧化碳?xì)怏w，如果始終不能產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象，氫氧化鈉溶液的濃度最大值為
4.37%
4.37%
（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。【考點(diǎn)】探究酸堿的主要性質(zhì)；有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算；堿的化學(xué)性質(zhì)；書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算．
【答案】能溶于水且呈無(wú)色；軟塑料瓶變癟，說(shuō)明瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，即二氧化碳和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)了；把氫氧化鈉溶液換成等體積的水重新實(shí)驗(yàn)，并與圖③實(shí)驗(yàn)對(duì)比；CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O、CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；猜想1；室溫下碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度分別為：21.5g和9.6g，都不是難溶物；溶解度相對(duì)較小，為9.6g；成立；成立；室溫下碳酸鈉的溶解度小于氫氧化鈉，有可能碳酸鈉飽和后再析出；4.37%
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：143引用：2難度：0.2
相似題
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1．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)室器材進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究
[實(shí)驗(yàn)一]如圖1是實(shí)驗(yàn)室常用的幾種實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)回答下列問題：
（1）寫出實(shí)驗(yàn)室用AE裝置組合制取某種氣體的化學(xué)方程式，用E裝置收集該氣體，氣體從（填“a”或“b”）端進(jìn)入。
（2）實(shí)驗(yàn)室制取的CO2中常含有少量雜質(zhì)氣體會(huì)干擾F實(shí)驗(yàn)的目的。為排除干擾，除去該雜質(zhì)并檢驗(yàn)是否除凈，將產(chǎn)生的混合氣體依次通過上述裝置（在B至E中選擇，填序號(hào)，裝置不重復(fù)），再進(jìn)入F裝置：F裝置內(nèi)產(chǎn)生的現(xiàn)象為。
[實(shí)驗(yàn)二]探究酸堿中和反應(yīng)。利用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)開始后將注射器內(nèi)的液體逐滴注入燒瓶?jī)?nèi)。
（1）實(shí)驗(yàn)測(cè)得燒杯中溶液的pH隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖3所示，c點(diǎn)所示溶液加熱蒸干所得固體是（填化學(xué)式）。
（2）該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，對(duì)應(yīng)圖3中點(diǎn)溫度最高。
（3）能說(shuō)明鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的依據(jù)是：
①溶液的顏色從紅色變?yōu)闊o(wú)色；②溶液的pH。
[實(shí)驗(yàn)三]探究NaOH和CO2的反應(yīng)。
（1）從壓強(qiáng)變化的角度探究。
①利用圖4裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，先擠壓膠頭滴管，再打開止水夾，觀察到燒瓶?jī)?nèi)形成紅色“噴泉”，原因是燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)（填“大于”或“小于”）外界大氣壓；
②利用圖5裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別將等體積的NaOH溶液和水同時(shí)注入盛有等體積CO2的玻璃容器中。證明CO2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。
（2）利用“數(shù)字化實(shí)驗(yàn)”探究。利用圖6裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中裝置內(nèi)壓強(qiáng)變化如圖7所示，a點(diǎn)時(shí)推入NaOH溶液，b點(diǎn)時(shí)推入稀鹽酸。
①ab段對(duì)應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式；
②bc段壓強(qiáng)不變的原因是；
③證明CO2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。發(fā)布：2024/12/25 16:30:1組卷：147引用：2難度：0.3 -
2．化學(xué)興趣小組的同學(xué)在進(jìn)行酸和堿的性質(zhì)探究時(shí)，進(jìn)行了圖一、圖二、圖三等三個(gè)實(shí)驗(yàn)：
（1）【實(shí)驗(yàn)一】濃硫酸稀釋過程中的能量變化。
圖一實(shí)驗(yàn)中，觀察到用石蠟固定在銅片下的乒乓球脫落，說(shuō)明濃硫酸稀釋時(shí)（填“吸熱”或“放熱”）
（2）【實(shí)驗(yàn)二】溶液濃度對(duì)硫酸化學(xué)性質(zhì)的影響。
圖二實(shí)驗(yàn)中，觀察到很快變黑的是濾紙（填“A”或“B”），由此可知，硫酸溶液的濃度不同，性質(zhì)不同。
（3）【實(shí)驗(yàn)三】探究鹽酸和氫氧化鈣的化學(xué)性質(zhì)，取8支試管分別用A-H編號(hào)后，做如圖三的實(shí)驗(yàn)。
①實(shí)驗(yàn)中觀察到有氣泡生成的試管是（填編號(hào)）；
②試管C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
③實(shí)驗(yàn)后某試管中為紅色溶液，當(dāng)向其中加入過量的澄清石灰水后，溶液變?yōu)樗{(lán)色。由此推斷，該試管是。（填編號(hào)）
④H試管的反應(yīng)常用來(lái)檢驗(yàn)二氧化碳，請(qǐng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。
⑤E、F、G試管實(shí)驗(yàn)完成后，將試管內(nèi)清液都倒入同一只潔凈的大燒杯中，發(fā)現(xiàn)有白色沉淀生成，上層清液呈無(wú)色。上層清液中溶質(zhì)的成分除酚酞外一定有，可能還有。發(fā)布：2024/12/25 12:0:1組卷：94引用：5難度：0.5 -
3．在實(shí)驗(yàn)課上，同學(xué)們將CO2通入到Ca（OH）2溶液中觀察到有白色沉淀生成，而將CO2通入到NaOH溶液中無(wú)明顯現(xiàn)象。
【提出問題】CO2與NaOH溶液是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)？
【提出猜想】CO2與NaOH溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)
【實(shí)驗(yàn)探究】小明設(shè)計(jì)出了下列4種實(shí)驗(yàn)裝置，其共同原理是二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，使容器內(nèi)壓強(qiáng)降低。
（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：A中試管內(nèi)液面上升，B中，C中，D中水槽中的水部分進(jìn)入燒瓶。
（2）小寧對(duì)小明的方案提出了質(zhì)疑，他認(rèn)為小明的實(shí)驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn)，其理由是要得到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論，利用方案A，補(bǔ)做的對(duì)比實(shí)驗(yàn)是。
（3）小麗的改進(jìn)方案是利用反應(yīng)后的溶液來(lái)驗(yàn)證猜想，請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
【得出結(jié)論】CO2與NaOH溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，請(qǐng)寫出CO2與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式：實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 向?qū)嶒?yàn)后的溶液
中加入稀鹽酸猜想正確 。發(fā)布：2024/12/25 11:0:2組卷：73引用：3難度：0.1
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