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1、专项(七)二氧化碳与氢氧化钠反应1.2019滨州下列物质露置在空气中一段时间后,因发生化学变化而质量增加的是()A.浓硫酸B.浓盐酸C.氢氧化钠D.石灰石2.下面是分析已变质氢氧化钠溶液的相关实验,其中合理的是()选项实验目的实验过程A证明变质取少量溶液,滴加足量盐酸,将生成的气体通入澄清石灰水B确定成分取少量溶液,加入澄清石灰水,过滤,向滤液中滴加无色酚酞溶液C测定纯度取一定量溶液,加入盐酸,用氢氧化钠固体吸收气体,称量D除去杂质取溶液,滴加氯化钙溶液至恰好完全反应,过滤3.为证明CO2和NaOH能发生反应,小丁设计了如图G7-1所示的装置。装置中所加X试剂应该是。图G7-14.如图G7-2
2、是某研究性学习小组进行CO2与NaOH溶液反应的探究实验装置。图G7-2查阅资料水的沸点与气体压强有关,气体压强小,沸点低;气体压强大,沸点高。实验探究实验步骤如下:步骤:锥形瓶A中盛满CO2气体,锥形瓶B中盛有96 但未沸腾的热水,烧杯中加入同样温度的热水(起保持锥形瓶B中水温恒定的作用)。步骤:取2支注射器,一支抽取20 mL水,另一支抽取20 mL浓NaOH溶液。步骤:将注射器中20 mL水注入锥形瓶A中,振荡后观察,锥形瓶B中的热水没有沸腾。步骤:取下盛水的注射器,再将盛20 mL浓NaOH溶液的注射器迅速连接到锥形瓶A上,注入该溶液并振荡,观察到明显的现象。(1)实验开始前,按图连接
3、好装置(锥形瓶A、B和烧杯均未盛装物质),将一支空注射器连接到锥形瓶A上,并将其活塞缓慢向上拉,几秒钟后松手,观察活塞是否复位,这个操作的目的是。(2)步骤锥形瓶B中产生的明显现象是;产生明显现象的原因是。5.2019郴州甲、乙、丙三位同学对一瓶实验室久置的NaOH溶液变质程度进行实验探究。(1)甲同学取少量该溶液于试管中,滴加23滴酚酞溶液,观察到,他认为该溶液未变质。(2)乙同学查阅资料获知,Na2CO3溶液遇指示剂的变色情况与NaOH溶液相同,认为甲同学的检验方法不正确。乙同学取少量该溶液于试管中,加入足量稀盐酸,观察到,他认为已完全变质。写出此现象的化学方程式:。(3)丙同学认为乙同学
4、的实验结论不严谨,他的猜想是。他用如下实验方案来证明自己的猜想:取少量该溶液于试管中,先加入足量的BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明原溶液中存在(填化学式,下同)。静置后取上层清液于另一支试管中,加入23滴酚酞溶液,观察到溶液变红色,说明原溶液中存在。6.2019三明二检在老师的指导下,兴趣小组开展二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的探究。实验1如图G7-3甲所示,向NaOH溶液中通入CO2一段时间,用pH传感器采集的数据绘制成的曲线如图乙。图G7-3(1)反应过程中,溶液的碱性逐渐(填“增强”或“减弱”)。此现象可说明反应物中的减少,从而证明CO2和NaOH溶液发生了反应。实验2用图G7-4丙所示的
5、装置进行实验。图G7-4(2)先把注射器中的NaOH溶液推进烧瓶中,一会儿后打开止水夹,观察到的现象是,产生这一现象的原因是。小明认为该实验还不足以证明CO2与NaOH溶液发生了反应,其理由是。(3)要证明二氧化碳与氢氧化钠溶液能发生反应,除了从反应物的角度外,还可从生成物的角度进行验证。实验如图丁所示,所加试剂A为,观察到的现象是,右侧试管发生反应的化学方程式为。7.2015厦门有关NaOH与CO2反应的探究。图G7-5探究一:检验NaOH固体样品露置在空气中一段时间后的成分查阅资料Na2CO3溶液显碱性;KCl溶液、BaCl2溶液显中性;BaCO3难溶于水。(1)检验样品是否变质。检验样品
6、成分中是否含碳酸根的实验方法(操作、现象及结论):。(2)检验样品是否完全变质。实验操作:取样品加水溶解,先加过量的(填序号,下同),再滴加。A.盐酸B.KCl溶液C.BaCl2溶液D.Ba(OH)2溶液E.酚酞溶液探究二:用NaOH溶液测定空气中酸性气体(CO2、SO2)的体积分数实验装置如图G7-5所示,向细玻璃管内注入少量水,形成一段水柱;经检查该装置气密性良好。已知细玻璃管单位长度的容积为0.1 mL cm-1。水柱的质量忽略不计。操作步骤保持外界条件不变,完成以下操作:将40 mL浓NaOH溶液迅速倒入烧瓶内,立即塞紧橡皮塞,并在细玻璃管上标记水柱底部的位置;观察并测量得出水柱缓慢向
7、下移动的距离为2.0 cm;实验结束后,根据中的标记,测得该标记以下细玻璃管及烧瓶的总容积为340 mL。(3)检查图G7-5装置气密性的操作方法:。(4)仅根据本次测量数据,该气体样品中酸性气体的体积分数为(精确到0.001%)。(5)在上述操作步骤中,若装置温度略有升高,实验结果将(填“偏大”“偏小”或“不变”)。8.2018黄冈对比实验是化学研究中经常采用的方法。化学兴趣小组的同学在研究CO2通入NaOH溶液后是否发生了反应时,设计了下列两组实验。请和化学兴趣小组的同学一起探究并回答问题。设计与实验实验序号实验步骤一实验步骤二实验实验探究与结论(1)实验中步骤一看不到明显现象,步骤二产生
8、的现象是。(2)实验中步骤二看到有白色沉淀生成,则发生反应的化学方程式是。(3)在实验的步骤一中,CO2和NaOH溶液一定发生了化学反应,但却看不到明显的现象,原因是。拓展延伸现有下列信息:资料卡片一20 NaOH、Na2CO3在乙醇中的溶解度物质溶解度(S)/gNaOH17.3Na2CO30.01资料卡片二20 NaOH、Na2CO3在水中的溶解度物质溶解度(S)/gNaOH109Na2CO321.8请你和化学兴趣小组的同学一起利用以上信息再设计实验,证明CO2确实与NaOH发生了化学反应。实验的操作为。看到的现象是。9.2019淮安化学兴趣小组的同学们在老师的带领下走进实验室,开展实验活动
9、。(1)实验室依次编号为1、2、3、4的药品柜中,分别存放常见的酸、碱、盐和酸碱指示剂。小刚欲使用熟石灰,他需从号柜中取出。(2)小涵发现盛放Na2CO3与NaCl两种溶液的试剂瓶标签脱落,为鉴别两种溶液,分别取样于试管中,加入无色酚酞溶液,若为Na2CO3,则观察到溶液变为色。(3)小文从柜中取出标有“10% NaOH溶液”的试剂瓶,取少量样品加入试管中,向其中滴入稀盐酸,发现产生气泡,判断该NaOH溶液中有Na2CO3。用化学方程式表示NaOH溶液变质的原因:。小文同学对变质的NaOH溶液进行如下一系列实验,实现药品再利用。.测定NaOH溶液中Na2CO3的质量分数实验操作取40.0 g
10、10%的NaOH溶液样品进行如图G7-6所示的实验。图G7-6数据处理所取用盐酸(溶质质量分数7.3%)的质量理论上不少于g。图中,反应前后天平示数相差1.1 g,计算NaOH溶液中Na2CO3的质量分数。(写出计算过程,结果精确到0.1%).变质的NaOH溶液再利用小文将剩余NaOH溶液倒入烧杯中,加入经计算所需的熟石灰粉末,充分搅拌、静置、过滤,得到NaOH溶液和滤渣,充分搅拌的主要目的是。(4)实验结束后,同学们将实验产生的废液和废渣倒入指定的烧杯中,得到无色溶液和白色沉淀,溶液中除一定存在的溶质外,可能存在的溶质是。同学们再次实验,确认成分后,对废液回收利用,绿色排放。10.为探究一瓶
11、久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质,小柯取少量样品配制成溶液,再取少量溶液分别装入两支试管中,进行了如图G7-7所示实验。(注:BaCl2溶液呈中性)图G7-7(1)小柯认为“图G7-7甲实验说明了氢氧化钠固体部分变质”。你认为小柯的观点是否正确,并说明理由:。(2)分析图乙实验的现象,可以确定样品的变质情况为。(3)进一步探究:另取少量样品溶液,加入一定质量分数的稀盐酸,直至过量。请在图G7-8中画出“生成CO2的质量随加入稀盐酸质量变化”的大致图像。图G7-8(4)确定部分变质的样品中Na2CO3的质量分数。兴趣小组的同学用如图G7-9所示装置进行实验。图G7-9实验步骤:按图连接好装置,
12、并检查气密性;准确称取该样品1.0 g,放入烧瓶内;打开活塞,滴加30.0%的稀硫酸至过量,关闭活塞;反应结束后,量筒内液体的读数为55.0 mL(已知:室温条件下,CO2的密度为1.6 gL-1)。B装置集气瓶内原有的空气对实验结果(填“有”或“没有”)影响。饱和NaHCO3溶液如果用水代替,则所测CO2体积(填“偏大”“偏小”或“不变”)。该样品中Na2CO3的质量分数是(计算结果保留一位小数)。【参考答案】典题训练1.C解析浓硫酸具有吸水性,露置在空气中会吸收空气中的水分,导致溶液的质量增加,但发生的是物理变化,故A不符合题意;浓盐酸具有挥发性,露置在空气中溶质会挥发,导致溶液的质量减少
13、,发生的是物理变化,故B不符合题意;氢氧化钠易潮解,且能与空气中二氧化碳发生化学反应,使其质量增加,发生的是化学变化,故C符合题意;石灰石露置在空气中质量基本不变,故D不符合题意。2.A解析B中氢氧化钙和碳酸钠反应生成氢氧化钠,滤液一定能使酚酞溶液变红;C中产生的气体容易带出溶液中的水蒸气,所以会导致结果偏小;D中加氯化钙溶液会引入新杂质氯化钠。3.BaCl2和NaOH的混合溶液4. (1)检查装置气密性(2)锥形瓶B中水沸腾氢氧化钠与二氧化碳反应,使锥形瓶B中气压减小,水的沸点降低解析 (2)氢氧化钠溶液与锥形瓶A中的CO2气体反应,生成碳酸钠和水,使瓶中气压减小,水的沸点降低,故锥形瓶B中
14、接近沸腾的水会开始沸腾。5.(1)溶液变为红色(2)有气泡产生Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2+H2O(3)NaOH溶液部分变质Na2CO3NaOH6.(1)减弱NaOH(2)烧杯中的氢氧化钠溶液进入烧瓶二氧化碳和氢氧化钠溶液反应,使瓶内压强减小二氧化碳能溶于水且能与水发生反应,也可使烧瓶内压强减小(3)盐酸有气泡冒出Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2解析(1)由图示可知,溶液的pH在逐渐降低,说明溶液的碱性在减弱;此现象可说明反应物中的氢氧化钠在减少,从而证明CO2和NaOH溶液发生了反应。(2)先把注射器中的NaOH溶液推进烧瓶中,二氧化碳和氢氧化钠反应,使瓶内压强减
15、小,打开止水夹,观察到烧杯中的氢氧化钠溶液进入烧瓶;小明认为该实验还不足以证明CO2与NaOH溶液发生了反应,其理由是二氧化碳能溶于水,且能与水发生反应,也可使烧瓶内压强减小。(3)二氧化碳和氢氧化钠反应生成了水和碳酸钠,加入过量盐酸可观察到有气泡冒出,右边试管里发生的反应是Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2。7.(1)取少量该样品,加入足量的稀盐酸,若有气体生成,把生成的气体通入澄清的石灰水,石灰水变浑浊,说明该样品成分中含碳酸根(2)CE(3)将图中装置直立于桌面一段时间后,如果水柱位置不发生移动,则说明装置气密性良好(4)0.067%(5)偏小解析(1)含有碳酸根的物质与稀
16、盐酸反应能生成二氧化碳,故取少量该样品,加入足量的稀盐酸,若有气体生成,把生成的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明该样品中含碳酸根。(2)检验样品是否完全变质的实验操作是:取样品加水溶解,先加过量的氯化钡溶液将碳酸钠全部转化为碳酸钡沉淀,再滴加酚酞溶液,若溶液变成红色,说明样品中含有氢氧化钠,即可以判断样品变质的程度。(4)该气体样品中酸性气体的体积分数为0.1mLcm-12.0cm340mL-40mL100%0.067%。(5)装置温度升高会使气体体积膨胀,造成水柱向下移动的距离比实际小,故实验结果将偏小。8.(1)有气泡冒出(2)CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl(3)CO
17、2与NaOH溶液反应生成易溶于水的Na2CO3将二氧化碳通入盛有一定体积的饱和NaOH乙醇溶液的试管中有白色沉淀产生9.(1)2(2)红(3)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O. 数据处理50.0解:设NaOH溶液中Na2CO3的质量为x。Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO210644x1.1 g10644=x1.1gx=2.65 gNaOH溶液中Na2CO3的质量分数为2.65g40g100%6.6%。答:NaOH溶液中Na2CO3的质量分数为6.6%。. 让溶液中的碳酸钠与熟石灰充分反应,完全除去(4)CaCl2解析(1)氢氧化钙俗称熟石灰、消石灰,是由金属离子和氢氧根离子
18、构成的,故属于碱。(2)Na2CO3的水溶性呈碱性,故能使无色酚酞变成红色。(3)空气中的二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。.数据处理假设40.0 g 10%的NaOH溶液没有变质,设完全反应需要盐酸的质量为a。NaOHHCl4036.540 g10%a7.3%4036.5=40g10%a7.3%a=50 g.熟石灰氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,为使反应完全,需将反应物充分搅拌。(4)根据得到无色溶液和白色沉淀分析可知,可能存在的溶质是氯化钙。10.(1)不正确,氢氧化钠和碳酸钠的溶液均显碱性,无论氢氧化钠是否变质
19、,都能使无色酚酞溶液变红(2)部分变质(3)(4)没有偏小21.2%解析(1)小柯的观点不正确;氢氧化钠固体露置在空气中,会发生潮解,能吸收空气中的二氧化碳气体生成碳酸钠和水而变质,碳酸钠属于盐,其水溶液显碱性,碳酸钠溶液能使无色酚酞溶液变红;氢氧化钠属于碱,其溶液也能使无色酚酞溶液变红。所以,甲实验中,不论氢氧化钠是否变质,溶液都会变为红色。(2)乙实验中,向样品溶液中加入氯化钡溶液产生白色沉淀,证明溶液中含有碳酸钠,因为碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠;由于加入足量的氯化钡溶液,碳酸钠被完全反应,生成的氯化钠及过量的氯化钡的溶液均显中性,静置后取上层清液,滴加酚酞溶液,酚酞溶液变红,证明溶液中含有氢氧化钠,样品中含有氢氧化钠和碳酸钠,故氢氧化钠部分变质。(3)向样品溶液中加入稀盐酸,盐酸先与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,该反应无气体产生;当氢氧化钠完全反应后,盐酸继续和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水;当碳酸钠完全反应后,再加稀盐酸,无气体产生。生成二氧化碳质量随加入盐酸质量变化的图像如下: