Question

【題目】化學反應中有些反應沒有明顯現象，需要設計實驗證明化學反應是否發生。中考前夕，彥飛學習小組的同學們來到實驗室，利用所學知識對“氫氧化鈉溶液與二氧化碳能否發生反應？”進行再探究。

（提出問題）氫氧化鈉溶液與二氧化碳能否發生反應？

（猜想假設）小中：不能發生反應。小雅：可以發生反應。

（實驗探究）小中同學設計實驗如圖1所示：

（評價交流）（1）小中的實驗_____（填“能”或“不能”）得出正確結論。小雅也選擇了和小中一樣的實驗裝置，將藥品“幾滴酚酞溶液”換成了“足量稀鹽酸”，實驗過程中，剛開始注入稀鹽酸一段時間內未觀察到明顯現象，請你解釋原因②_____。小雅的實驗需要保證稀鹽酸為足量，若將稀鹽酸換為③_____，則不需保證加入的試劑為足量也可得出結論。

（改進實驗）（2）同學們從裝置上進行創新，已知實驗前A、B裝置底部液體體積、注射器內二氧化碳的體積以及氣球的體積均相等，且裝置氣密性良好。推盡CO2一段時間后，觀察到兩裝置的變化情況如圖2，請分析回答：

①已知A、B裝置底部分別盛有水和NaOH溶液中的一種，請你根據實驗現象推測，盛有NaOH溶液的裝置是_____（選填“A”或“B”）；需要另一裝置用等量的水做實驗的目的是_____。

（拓展應用）（3）同學們又從數據表達的形式上進行創新，對另一個典型的沒有現象的反應“NaOH溶液和稀鹽酸的反應”進行了再探究，繪制出如圖所示的兩幅曲線圖3、圖4：由圖3曲線可知，此反應是一個放熱反應，圖4曲線上A點所對應的溶液中的離子組成是_____（填離子符號）。

Answer 1

【答案】不能 氫氧化鈉過量，鹽酸先與氫氧化鈉反應生成水和氯化鈉，無明顯現象發生 氯化鈣溶液 B 排除二氧化碳溶于水、及二氧化碳與水反應對實驗的干擾 Na+、Cl﹣、OH﹣

【解析】

氫氧化鈉與碳酸鈉同時存在時，鹽酸先與氫氧化鈉，此反應無氣體和沉淀生成，無法觀察實驗現象，碳酸根與鈣離子生成碳酸鈣沉淀。

[評價交流]（1）氫氧化鈉和碳酸鈉形成的溶液都顯堿性，加入酚酞都變紅，故小中的實驗不能判斷氫氧化鈉與二氧化碳是否發生了反應，加入鹽酸，鹽酸先與未反應完的氫氧化鈉發生中和反應，此時無氣體和沉淀生成，只有水和可溶性的鹽生成，所以觀察不到現象，故原因是氫氧化鈉過量，鹽酸先與氫氧化鈉反應生成水和氯化鈉，無明顯現象發生。二氧化碳與氫氧化鈉反應后生成碳酸鈉和水，碳酸鈉中碳酸根可與鈣離子生成沉淀，因此加入含有鈣離子的溶液，根據是否有沉淀，判斷二氧化碳與氫氧化鈉是否發生反應，故將稀鹽酸換為氯化鈣溶液，則不需保證加入的試劑為足量也可得出結論。

[改進實驗]（2）①二氧化碳與氫氧化鈉反應，氣體被吸收，內部氣體減少，壓強變小，外界大氣壓將氣球壓癟，所以氣球變小的為盛有氫氧化鈉溶液的裝置，故盛有NaOH溶液的裝置是B，氫氧化鈉溶液中有水，為了排出水的影響，需要進行對照實驗，排出水的影響，故需要另一裝置用等量的水做實驗的目的是排除二氧化碳溶于水、及二氧化碳與水反應對實驗的干擾。

[拓展應用]（3）由A點pH可知此時溶液顯堿性，氫氧化鈉與鹽酸反應生成氯化鈉和水，氯化鈉顯中性，而溶液顯堿性，說明氫氧化鈉有剩余，所以溶質為氯化鈉和氫氧化鈉，離子為鈉離子、氯離子和氫氧根離子，離子符號為Na+、Cl﹣、OH﹣。