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1、氢氧化钠性质探究1、某校开展“设计实验证明二氧化碳与氢氧化钠反应”活动中，部分作品如下：（1）小黄同学：如图1所示，将注射器中1mL氢氧化钠溶液注入试管中，轻轻摇晃。其实验现象： 注射器内溶液被压入试管内 。小颜同学认为该设计方案不够严密。应补充实验：注射相同体积的水进行对比实验 。（2）小郭同学：如图2所示，同时将注射器中的水（5mL）和氢氧化钠溶液（5mL）注入锥形瓶中，观察U形管中液面高低。实验现象：右侧液面高于左侧 。产生该现象的原因是二氧化碳与氢氧化钠反应减少的量大于二氧化碳溶于水中量 。（3）小孙同学：往充满纯净干燥二氧化碳气体的塑料瓶中加入一药匙的氢氧化钠粉末，迅速盖好瓶盖，然后
2、充分振荡。反应前后如图3所示。实验现象及解释：塑料瓶变瘪，说明气体减少，内部压强减小 ；塑料瓶内壁变模糊，说明反应后有水 生成。实验后为了让变瘪的塑料瓶恢复原状，小李同学建议利用注射器往瓶中注入一定量的稀盐酸 （填药品名称）即可。（4）兴趣小组：将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液（pH=13）中，用pH计测定反应过程中溶液的pH变化（如图4），结果如图5所示。老师提示：本实验条件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5写出图5中BC段发生反应的化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 。写出图5中D
3、点溶液中存在的溶质Na2CO3 （填化学式）。2、某实验小组利用如图1装置制取二氧化碳，并收集一定量的二氧化碳设计实验验证二氧化碳与氢氧化钠溶液是否发生反应。【设计实验一】如图2所示，向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的NaOH溶液，立即旋紧瓶盖，振荡。观察现象并分析。（1）写出图1产生CO2反应方程式 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2。（2）图2实验中观察到塑料瓶变瘪 现象。有同学提出疑问，该实验不能证明CO2与NaOH溶液的确已发生了化学反应。原因是CO2溶于水并与水反应也会出现同样的现象 。（3）若不能，你还能从定性实验角度进一步证明的方法有：取
4、塑料瓶中溶液于试管中，滴加稀盐酸观察是否有气泡产生，若有，证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应 。【设计实验二】另一小组设计采用了数字技术探究CO2与NaOH溶液反应，实验如下。I实验仪器：见图3所示实验药品：氢氧化钠溶液、石灰石、稀盐酸、蒸馏水实验装置a检查装置气密性。b按图3连接好装置，在具支锥形瓶中收集CO2气体，设置好采集频率、采集时间。c将NaOH溶液全部推入具支锥形瓶中，点击电脑屏幕上的“开始采集”按钮，观察电脑屏幕上的曲线变化。d将注射器中的NaOH溶液换成等量的水重复上面的操作。本步实验目的是 作实验对比。实验现象和结论由压强传感器采集的数据绘制成的曲线如图4根据曲线分析，上述
5、现象从密闭容器内压强减小的视角说明CO2和NaOH溶液是否发生反应？是 （填“是”或“否”）。你的理由是从曲线分析可知，NaOH溶液滴入后，瓶内压强出现明显的减小 。3、化学反应中有些反应没有明显现象，需要设计实验证明化学反应是否发生。中考前夕，勇往直前学习小组的同学们来到实验室，利用所学知识对“氢氧化钠溶液与二氧化碳能否发生反应？”进行再探究。【提出问题】氢氧化钠溶液与二氧化碳能否发生反应？【猜想假设】小冰：不能发生反应。小城：可以发生反应。【实验探究】小冰同学设计实验如图1所示：【评价交流】（1）小冰的实验 不能（填“能”或“不能”）得出正确结论。小城也选择了和小冰一样的实验装置，将药品“
6、几滴酚酞溶液”换成了“足量稀盐酸”，实验过程中，刚开始注入稀盐酸一段时间内未观察到明显现象，请你用化学方程式解释原因NaOH+HClNaCl+H2O 。小城的实验需要保证稀盐酸为足量，若将稀盐酸换为足量的氯化钙溶液 ，则不需保证加入的试剂为足量也可得出结论。【改进实验】（2）同学们从装置上进行创新，已知实验前A、B装置底部液体体积、注射器内二氧化碳的体积以及气球的体积均相等，且装置气密性良好。推尽CO2一段时间后，观察到两装置的变化情况如图2，请分析回答：已知A、B装置底部分别盛有水和NaOH溶液中的一种，请你根据实验现象推测，盛有NaOH溶液的装置是B （选填“A”或“B”）；需要另一装置用
7、等量的水做实验的目的是排除二氧化碳溶于水且与水反应对实验的干扰 。两装置导管口气球都变得比实验前小的原因均是密闭装置内气体量减少，气压减小，小于外界大气压 。【拓展应用】（3）同学们又从数据表达的形式上进行创新，对另一个典型的没有现象的反应-“NaOH溶液和稀盐酸的反应”进行了再探究，绘制出如图所示的两幅曲线图3：由曲线可知，此反应是一个 放热（填“吸热”或“放热”）反应，曲线上A点所对应的溶液中的离子组成是Na+、Cl-、OH- （填离子符号）。【实验总结】要验证没有现象的反应确实发生了，除使用化学试剂外，还可以通过（4）数据分析 的方法来得出结论。本次实验加深了同学们对实验原理的认识，并提
8、高了大家的实验设计和分析能力，得到了名师的好评。4、小杨往NaOH溶液中滴加稀硫酸，溶液无明显变化，他和小组同学以“酸与碱能否发生反应”为课题进行了科学探究，请回答下列问题。【实验一】（1）向NaOH溶液中先滴入几滴酚酞溶液，振荡，再滴入稀硫酸，观察到溶液由 无色变红色，又由红色变为无色，该反应的化学方程式为2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O 。（2）继续往上述试管逐滴滴入NaOH溶液，不断振荡，如果观察到过一会儿后溶液才变成红色 现象，证明了滴加的稀硫酸过量。【实验二】按照“证明反应后NaOH消失了”这个角度，同学们又设计了实验二，利用NaOH溶液、CuSO4溶液、稀盐酸同样证明了
9、酸和碱能发生反应，其中试剂丙是CuSO4溶液 。【拓展延伸】CO2通入NaOH溶液中也无明显现象，CO2与NaOH溶液能否发生化学反应呢？小组同学对此继续探究。【查阅资料】常温下NaOH、Na2CO3在水、乙醇中的溶解性如下表所示：溶质溶解性溶剂氢氧化钠碳酸钠水极易溶易溶乙醇易溶微溶【实验三】小组同学设计了多角度验证CO2与NaOH溶液反应的实验，如实验三图所示（装置已连接好，气密性良好，止水夹a和b已关闭，部分仪器已略去）。【温馨提示】CO2与乙醇不反应，本实验条件下CO2在乙醇中的溶解忽略不计。（1）把注射器中氢氧化钠的乙醇溶液注入充满CO2的三口烧瓶中，轻轻振荡，观察到的现象是 生成白色
10、沉淀、气球逐渐变大。写出该反应的化学方程式CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 。（2）把导管d移出石灰水，打开止水夹a、b，再从导管C端往三口烧瓶中鼓入N2，目的是排出装置内的二氧化碳 。过了一段时间后，先把导管d放入澄清石灰水中，接着关闭止水夹a，再把注射器中的稀盐酸注入三口烧瓶内，观察到三口烧瓶中产生气泡，烧杯中的澄清石灰水变浑浊。此实验从生成物 角度证明了CO2与NaOH溶液发生了反应。【总结归纳】对于无明显现象的反应，可以通过改变实验装置，创设新的情境，观察到明显的反应现象，从而判断反应的发生。5、某学习小组对实验室制取二氧化碳及二氧化碳的性质进行如下两个方面的探究。（一）第一小
11、组用图一所示装置制取二氧化碳并测定生成二氧化碳的体积，实验开始时他们通过分液漏斗将20mL稀盐酸快速全部加入锥形瓶中并关闭活塞，并记录量筒中水的体积，数据如表：时间/min123456量筒读数/mL405055586060（1）写出图一甲中发生反应的化学方程式 2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2。（2）图一丙中量筒最好选100mL （选填：“50mL”或“100mL”或“150mL“）。（3）图一乙中如果不加植物油会使测定结果偏小 （选填：“偏大”或“偏小”）。（4）根据以上实验数据分析，最终生成二氧化碳的体积是60 mL。（5）在图二中绘出06min内生成二氧化碳体积随时间变化
12、的曲线。（二）第二小组用如图三、四装置验证二氧化碳有关性质。实验步骤：连接好装置，向外拉动任一注射器的活塞，一段时间后松开手，活塞回到原处；注射器a中吸入20mL澄清石灰水，注射器b中吸入20mL盐酸，连接在如图位置，再从中间瓶口通入二氧化碳气体将瓶装满，最后塞上带压强传感器的橡胶塞；先后将两注射器中试剂快速全部推入三颈烧瓶中，并保持注射器活塞在注射器底部，振荡三颈烧瓶，压强传感器测得三颈烧瓶中压强变化如图四。（1）实验步骤中第步的目的是 检查装置气密性。（2）在第步中如何检验三颈烧瓶中已充满二氧化碳气体燃着的木条置于中间瓶口，木条熄灭，则已充满二氧化碳 。（3）在第步中最先推入三颈烧瓶的试剂
13、是澄清石灰水 ，这时三颈烧瓶中发生反应的化学方程式是CO2+Ca（OH）2=CaCO3+H2O 。（4）在第步中第二次推入试剂后三颈烧瓶中出现的现象是有气泡产生 ，这时三颈烧瓶中压强变化对应于图四中的哪一段cd 。参考答案1、解：（1）氢氧化钠溶液被注射入试管内，二氧化碳与氢氧化钠反应，内部气体减少，压强减小，外界大气压将注射器活塞压入注射器内，则二氧化碳与压入的氢氧化钠溶液继续反应，压强进一步减小，最终注射器内的氢氧化钠溶液全部被压入试管内；由于二氧化碳也能在水中溶解，需要增加水的对比实验，排除水的影响；故答案为：注射器内溶液被压入试管内；注射相同体积的水进行对比实验。（2）二氧化碳与氢氧化
14、钠反应程度大于二氧化碳在水中的溶解量，因此左侧压强减小的程度大于右侧的程度，所以右侧压强大于左侧，水柱被压向左侧；故答案为：右侧液面高于左侧；二氧化碳与氢氧化钠反应减少的量大于二氧化碳溶于水中量。（3）内部二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，气体减少，压强减小，外界大气压将瓶子压瘪；故答案为：气体减少，内部压强减小。瓶内有水蒸气出现，造成瓶内变模糊，证明有水生成；故答案为：水。（4）B点的pH为12，说明有氢氧化钠的存在，此时二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，随着反应进行，生成的碳酸钠增多，全部反应后生成碳酸钠，此时pH为11，而在C点时pH大于10小于11，说明此时为碳酸钠和碳酸氢钠的
15、混合溶液，所以还发生成碳酸钠、二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠的反应；D点pH为11，说明此时二氧化碳与氢氧化钠全部反应生成了碳酸钠和水，此时溶质只有碳酸钠；故答案为：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3；Na2CO32、解：设计实验一（1）碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2；（2）装置中气体减少，压强变小，所以可以观察到塑料瓶变瘪；二氧化碳溶于水并与水反应，也可以观察到塑料瓶变瘪，实验不能证明CO2与NaOH溶液的确已发生了化学反应。（3）二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠，可以
16、证明生成了碳酸钠，所以取塑料瓶中溶液于试管中，滴加稀盐酸观察是否有气泡产生，若有，证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。设计实验二将注射器中的NaOH溶液换成等量的水重复上面的操作，目的是作实验对比。从曲线分析可知，NaOH溶液滴入后，瓶内压强出现明显的减小，小于滴入水，说明CO2和NaOH溶液是否发生反应。故答案为：设计实验一（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2；（2）塑料瓶变瘪；CO2溶于水并与水反应也会出现同样的现象。（3）取塑料瓶中溶液于试管中，滴加稀盐酸观察是否有气泡产生，若有，证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。设计实验二作实验对比；是；从曲线分析可知，NaOH
17、溶液滴入后，瓶内压强出现明显的减小。3、答案为：（1）不能；NaOH+HClNaCl+H2O；足量的氯化钙溶液；（2）B；排除二氧化碳溶于水且与水反应对实验的干扰；气压减小，小于外界大气压；（3）放热；Na+、Cl-、OH-；（4）数据分析。4、解：【实验一】（1）向NaOH溶液中先滴入几滴酚酞溶液，振荡，再滴入稀硫酸，观察到溶液由红色变为无色，因为氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水，配平即可；故答案为：无色变红色，又由红；2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O；（2）继续往上述试管逐滴滴入NaOH溶液，不断振荡，如果观察到过一会儿后溶液才变成红色的现象，证明了滴加的稀硫酸过量；故答案为：
18、过一会儿后溶液才变成红色；【实验二】把氢氧化钠溶液、稀盐酸混合在一起，然后滴加CuSO4溶液，没有蓝色沉淀生成，说明氢氧化钠和盐酸发生了反应，因此丙是CuSO4溶液；故答案为：CuSO4溶液；【实验三】（1）把注射器中氢氧化钠的乙醇溶液注入充满CO2的三口烧瓶中，轻轻振荡，观察到的现象是：生成白色沉淀、气球逐渐变大；因为二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，碳酸钠在酒精中微溶；故答案为：生成白色沉淀、气球逐渐变大；CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；（2）把导管d移出石灰水，打开止水夹a、b，再从导管C端往三口烧瓶中鼓入N2，目的是排出装置内的二氧化碳；此实验从生成物角度证明了CO2与N
19、aOH溶液发生了反应；故答案为：排出装置内的二氧化碳；生成物；5、解：（一）（1）盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，书写方程式注意配平及气体符号；故答案为：2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2。（2）水的体积为60mL，所以量程大于60mL且最为接近，因此选择100mL的量筒为宜；故答案为：100mL。（3）二氧化碳可以溶于水，若不加入植物油，二氧化碳部分溶于水，使的测定体积偏小；故答案为：偏小。（4）根据题目数据，在水的体积被排出60mL后不在变化，所以生成二氧化碳体积为60mL；故答案为：60mL。（5）根据题目信息，在时间为0时二氧化碳体积也为0，然后根据其中0-5过
20、程中气体增多，5-6气体不变，进行绘图；故答案为：（二）（1）有气体参与的反应，开始实验前检查装置气密性；故答案为：检查装置气密性。（2）利用二氧化炭不支持燃烧的性质，将燃着的木条置于瓶口，若木条熄灭，则已集满；故答案为：燃着的木条置于中间瓶口，木条熄灭，则已充满二氧化碳。（3）有图4可知，压强先减小，说明内部二氧化炭减少，压强降低，所以先加入澄清石灰水，二氧化碳被吸收，二氧化炭与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，然后再加入稀盐酸与生成的碳酸钙反应放出二氧化炭，使压强再增大恢复至反应前；故答案为：澄清石灰水；CO2+Ca（OH）2=CaCO3+H2O。（4）盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳，可以看到溶液中有气泡产生，此时被吸收的二氧化碳被重新生成，内部气体增多，压强增大，直至反应完毕，二氧化碳全部被生成，恢复至反应前的压强，也就是有c处最小压强，恢复到d处的初始压强；故答案为：有气泡产生；cd。