Question

【題目】為探究CO2與NaOH溶液發(fā)生的反應(yīng)，某興趣小組嘗試用不同的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（查閱資料）

Ⅰ.20℃時(shí)，幾種物質(zhì)在水中的溶解度見下表：

物質(zhì)	Na2CO3	NaHCO3	Ca(OH)2	Ba(OH)2
溶解度/g	21.5	9.6	0.165	3.89

Ⅱ.本實(shí)驗(yàn)條件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分別約為11.0和8.5。

（實(shí)驗(yàn)探究）

(1)實(shí)驗(yàn)一：小雨取一充滿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，小雨另取一相同的充滿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X，此時(shí)觀察到的現(xiàn)象是_________________________________，實(shí)驗(yàn)中，小雨采用兩只礦泉水瓶做對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目的是_________________________________。

(2)實(shí)驗(yàn)二：為檢驗(yàn)CO2與NaOH溶液反應(yīng)的產(chǎn)物，小亮取實(shí)驗(yàn)一所得溶液X少許，向其中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________，實(shí)驗(yàn)中不宜將BaCl2溶液換成CaCl2溶液的原因是_____________________________________。

(3)實(shí)驗(yàn)三：小華取實(shí)驗(yàn)一所得溶液X少許，向其中加入過量的BaCl2溶液，振蕩，靜置，取上層清液，滴入1滴酚酞試液，發(fā)現(xiàn)溶液呈____色，證明溶液X中有NaOH剩余。實(shí)驗(yàn)中，小華沒有直接向少量溶液X中滴入酚酞試液，理由是___________________________________。

(4)實(shí)驗(yàn)四：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(shí)驗(yàn)技術(shù)測(cè)定反應(yīng)過程中溶液的pH和溫度變化，結(jié)果如圖1、圖2所示。

圖1中，BC段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。

圖2中，DE段溫度變化的原因是__________________________________________。

（反思感悟）

(5)實(shí)驗(yàn)從CO2減少、NaOH減少，Na2CO3生成等物質(zhì)的變化，以及___________轉(zhuǎn)化等視角多維度探究CO2與NaOH發(fā)生了反應(yīng)，對(duì)于現(xiàn)象不明顯的化學(xué)反應(yīng)，可以通過現(xiàn)代技術(shù)手段進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)定，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程的“可視化”。

Answer 1

【答案】 瓶子變癟，且比裝水的更癟 證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng) BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl 氯化鈣溶液與氫氧化鈉溶液也會(huì)生成微溶的氫氧化鈣 紅 碳酸鈉溶液顯堿性，也能使酚酞變紅 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)放熱 能量

【解析】探究CO2與NaOH溶液發(fā)生的反應(yīng)。【實(shí)驗(yàn)探究】(1)實(shí)驗(yàn)一：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；另取一相同的充滿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X，此時(shí)觀察到的現(xiàn)象是瓶子變癟，且比裝水的更癟，二氧化碳與NaOH溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，使瓶?jī)?nèi)氣壓降低，壓強(qiáng)減小。實(shí)驗(yàn)中，采用兩只礦泉水瓶做對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目的是證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。(2)實(shí)驗(yàn)二：為檢驗(yàn)CO2與NaOH溶液反應(yīng)的產(chǎn)物，取實(shí)驗(yàn)一所得溶液X少許，向其中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。實(shí)驗(yàn)中不宜將BaCl2溶液換成CaCl2溶液的原因是氯化鈣溶液與氫氧化鈉溶液也會(huì)生成微溶的氫氧化鈣。(3)實(shí)驗(yàn)三：取實(shí)驗(yàn)一所得溶液X少許，向其中加入過量的BaCl2溶液，振蕩，靜置，取上層清液，滴入1滴酚酞試液，發(fā)現(xiàn)溶液呈紅色，證明溶液X中有NaOH剩余，氫氧化鈉溶液呈堿性，遇酚酞試液變紅。實(shí)驗(yàn)中，沒有直接向少量溶液X中滴入酚酞試液，理由是碳酸鈉溶液顯堿性，也能使酚酞變紅。(4)實(shí)驗(yàn)四：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(shí)驗(yàn)技術(shù)測(cè)定反應(yīng)過程中溶液的pH和溫度變化。由圖中信息知，圖1中，BC段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3。圖2中，DE段溫度變化的原因是二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)放熱。【反思感悟】(5)實(shí)驗(yàn)從CO2減少、NaOH減少，Na2CO3生成等物質(zhì)的變化，以及能量轉(zhuǎn)化等視角多維度探究CO2與NaOH發(fā)生了反應(yīng)，對(duì)于現(xiàn)象不明顯的化學(xué)反應(yīng)，可以通過現(xiàn)代技術(shù)手段進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)定，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程的“可視化”。

點(diǎn)睛∶CO2與水，NaOH溶液均反應(yīng)。碳酸鈉溶液和NaOH溶液均顯堿性，均能使酚酞變紅。