堿與非金屬氧化物的研究是一項重要的課題。某興趣小組同學以“探究CO2與NaOH溶液的反應”為主題開展項目式學習。
興趣小組同學們將CO2通入NaOH溶液中，發(fā)現(xiàn)無明顯現(xiàn)象，為了證明該反應發(fā)生了，同學設計了如下探究實驗：
【任務一】（1）通過做對比實驗證明CO2與NaOH溶液反應：小明取一充滿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，小明另取一相同大小的充滿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A，此時觀察到的現(xiàn)象是 倒入NaOH溶液的塑料瓶比倒入水的塑料瓶癟倒入NaOH溶液的塑料瓶比倒入水的塑料瓶癟。
【任務二】（2）檢驗CO2與NaOH溶液反應的產(chǎn)物，小紅取實驗一所得溶液A少許，向其中滴加足量的稀鹽酸，觀察到現(xiàn)象是 有氣泡產(chǎn)生有氣泡產(chǎn)生。小兵又取實驗一所得溶液A少許，向其中滴加BaCl2溶液，現(xiàn)象是 有白色沉淀出現(xiàn)有白色沉淀出現(xiàn)。
【任務三】改進實驗，繼續(xù)探究，小組同學設計如圖實驗三。（裝置已連接好，氣密性良好，止水夾a和b已關閉，部分儀器已略去）
【查閱資料】①CO2與乙醇不反應，本實驗條件下CO2在乙醇中的溶解忽略不計。
②常溫下NaOH易溶于乙醇，Na2CO3，常溫下幾乎不溶于乙醇。
（3）把注射器Ⅰ中氫氧化鈉的乙醇溶液注入充滿CO2的三口燒瓶中，輕輕振蕩，觀察到 產(chǎn)生白色沉淀，氣球脹大產(chǎn)生白色沉淀，氣球脹大的現(xiàn)象；寫出該反應的化學方程式 2NaOH+CO2=Na2CO3↓+H2O2NaOH+CO2=Na2CO3↓+H2O。
（4）把導管d移出石灰水，打開止水夾a、b,再從導管c端往三口燒瓶中鼓入N2，目的是 排盡裝置內(nèi)的二氧化碳排盡裝置內(nèi)的二氧化碳。過了一段時間后，先把導管d放入澄清石灰水中，接著關閉止水夾a,再把注射器Ⅱ中的稀鹽酸注入三口燒瓶內(nèi)，觀察到三口燒瓶中產(chǎn)生氣泡，氣球變癟，澄清石灰水變渾濁氣球變癟，澄清石灰水變渾濁。從生成物角度驗證了CO2與NaOH溶液發(fā)生了反應。
【任務四】拓展延伸：探究溶液的pH和溫度變化：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)字化實驗技術測定反應過程中溶液的pH和溫度變化，結果如圖1、圖2所示。
【查閱資料】本實驗條件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分別約為11.0和8.5。
（5）圖1中BC段發(fā)生反應的化學方程式為 CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3。圖2中DE段溫度變化的原因是 二氧化碳與氫氧化鈉反應放熱二氧化碳與氫氧化鈉反應放熱。
【反思感悟】實驗從CO2減少、NaOH減少，Na2CO3生成等物質的變化，以及 pH和溫度pH和溫度變化等視角多維度探究CO2與NaOH發(fā)生了反應，對于現(xiàn)象不明顯的化學反應，可以通過現(xiàn)代技術手段進行數(shù)據(jù)測定，實現(xiàn)反應過程的“可視化”。
【考點】探究酸堿的主要性質．
【答案】倒入NaOH溶液的塑料瓶比倒入水的塑料瓶癟；有氣泡產(chǎn)生；有白色沉淀出現(xiàn)；產(chǎn)生白色沉淀，氣球脹大；2NaOH+CO2=Na2CO3↓+H2O；排盡裝置內(nèi)的二氧化碳；氣球變癟，澄清石灰水變渾濁；CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3；二氧化碳與氫氧化鈉反應放熱；pH和溫度
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：84引用：3難度：0.5
相似題
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1．某化學興趣小組的同學利用實驗室器材進行了實驗探究
[實驗一]如圖1是實驗室常用的幾種實驗裝置，請回答下列問題：
（1）寫出實驗室用AE裝置組合制取某種氣體的化學方程式，用E裝置收集該氣體，氣體從（填“a”或“b”）端進入。
（2）實驗室制取的CO2中常含有少量雜質氣體會干擾F實驗的目的。為排除干擾，除去該雜質并檢驗是否除凈，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，裝置不重復），再進入F裝置：F裝置內(nèi)產(chǎn)生的現(xiàn)象為。
[實驗二]探究酸堿中和反應。利用圖2裝置進行實驗，實驗開始后將注射器內(nèi)的液體逐滴注入燒瓶內(nèi)。
（1）實驗測得燒杯中溶液的pH隨時間的變化關系如圖3所示，c點所示溶液加熱蒸干所得固體是（填化學式）。
（2）該反應是放熱反應，對應圖3中點溫度最高。
（3）能說明鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生化學反應的依據(jù)是：
①溶液的顏色從紅色變?yōu)闊o色；②溶液的pH。
[實驗三]探究NaOH和CO2的反應。
（1）從壓強變化的角度探究。
①利用圖4裝置進行實驗，先擠壓膠頭滴管，再打開止水夾，觀察到燒瓶內(nèi)形成紅色“噴泉”，原因是燒瓶內(nèi)壓強（填“大于”或“小于”）外界大氣壓；
②利用圖5裝置進行實驗，分別將等體積的NaOH溶液和水同時注入盛有等體積CO2的玻璃容器中。證明CO2與NaOH溶液發(fā)生反應的實驗現(xiàn)象是。
（2）利用“數(shù)字化實驗”探究。利用圖6裝置進行實驗，實驗過程中裝置內(nèi)壓強變化如圖7所示，a點時推入NaOH溶液，b點時推入稀鹽酸。
①ab段對應反應的化學方程式；
②bc段壓強不變的原因是；
③證明CO2與NaOH溶液發(fā)生反應的實驗現(xiàn)象是。發(fā)布：2024/12/25 16:30:1組卷：136引用：2難度：0.3 -
2．化學興趣小組的同學在進行酸和堿的性質探究時，進行了圖一、圖二、圖三等三個實驗：
（1）【實驗一】濃硫酸稀釋過程中的能量變化。
圖一實驗中，觀察到用石蠟固定在銅片下的乒乓球脫落，說明濃硫酸稀釋時（填“吸熱”或“放熱”）
（2）【實驗二】溶液濃度對硫酸化學性質的影響。
圖二實驗中，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，性質不同。
（3）【實驗三】探究鹽酸和氫氧化鈣的化學性質，取8支試管分別用A-H編號后，做如圖三的實驗。
①實驗中觀察到有氣泡生成的試管是（填編號）；
②試管C中反應的化學方程式為。
③實驗后某試管中為紅色溶液，當向其中加入過量的澄清石灰水后，溶液變?yōu)樗{色。由此推斷，該試管是。（填編號）
④H試管的反應常用來檢驗二氧化碳，請寫出反應的化學方程式。
⑤E、F、G試管實驗完成后，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，上層清液呈無色。上層清液中溶質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：91引用：5難度：0.5 -
3．在實驗課上，同學們將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溶液中無明顯現(xiàn)象。
【提出問題】CO2與NaOH溶液是否發(fā)生了化學反應？
【提出猜想】CO2與NaOH溶液發(fā)生了化學反應
【實驗探究】小明設計出了下列4種實驗裝置，其共同原理是二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應，使容器內(nèi)壓強降低。
（1）實驗現(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入燒瓶。
（2）小寧對小明的方案提出了質疑，他認為小明的實驗不嚴謹，其理由是要得到科學嚴謹?shù)慕Y論，利用方案A，補做的對比實驗是。
（3）小麗的改進方案是利用反應后的溶液來驗證猜想，請完成實驗報告。
【得出結論】CO2與NaOH溶液發(fā)生了化學反應，請寫出CO2與NaOH反應的化學方程式：實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結論 向實驗后的溶液
中加入稀鹽酸猜想正確 。發(fā)布：2024/12/25 11:0:2組卷：72引用：3難度：0.1
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