发布时间 : 星期一 文章化学微专题1 氢氧化钠与二氧化碳反应实验探究 - 图文更新完毕开始阅读f76bb2e7178884868762caaedd3383c4ba4cb440
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【化学微专题】 氢氧化钠与二氧化碳反应实验探究
1.考虑问题：CO2能与NaOH溶液反应生成Na2CO3和H2O，但是该实验没有明显的现象，且溶液呈碱性，因此在验证氢氧化钠与二氧化碳是否反应的问题一直是一个热点。
2.解决办法：由于它们反应无明显现象，无法直接观察反应是否发生，所以需要借助简单的实验通过明显的现象来判断，方法设计常常一个是从检验产物，一个是从反应物状态的变化引起气体压强的变化考虑的：
（1）方案一：CO2与NaOH的反应，是气体被吸收进溶液的反应，气体减少了，会使气体压强减小。 装置1：将充满CO2的试管倒放在水中，将另一支充满CO2的试管倒扣在NaOH溶液中，过一段时间，将观察到放入水中的试管内液面略有上升，放入NaOH溶液中的试管内液面上升较明显。说明CO2 少量与NaOH溶液中的水反应，大量的CO2 与NaOH反应。 （因为CO2 能溶于水）
装置1
装置2 装置3
装置2：让NaOH溶液与CO2气体反应，然后看水中导管内液面上升情况。实验后观察到水槽中导管内液面明显上升，且会吸入烧瓶内。
装置3：将NaOH 溶液放入预先收集满CO2的烧瓶中与CO2反应，使烧瓶中气体压强减小，这时观察到广口瓶内长导管不断冒气泡。
装置4：在集气瓶中收集满CO2，迅速地倒入NaOH溶液，用一个带有U型管的橡皮塞塞紧（装置如右图所示），如果U型管中的液面发生变化，证明CO2与NaOH发生了反应。
（2）方案二：检验CO2与NaOH反应生成了Na2CO3。
原理：装有NaOH溶液的烧杯中通入CO2气体，过一会儿，倒入CaCl2溶液会出现沉淀物，因CO2气体与NaOH溶液反应生成了Na2CO3，Na2CO3又与CaCl2溶液反应，生成CaCO3沉淀物。
3.在具体解决此类题时需要注意以下几个方面的问题：
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（1）利用对比形变的程度观察，二氧化碳能溶于水，也能与氢氧化钠反应，因此都会密封的软塑料瓶发生形变，少量的氢氧化钠溶液就能够达到实验目的，少量的水却现象不明显，故而当大量的氢氧化钠溶液与二氧化碳反应时，必须要做好对照实验，否则可能会因为是二氧化碳溶于水造成的。 （2）由于碳酸钠溶液呈碱性，氢氧化钠也呈碱性，因此无法用酚酞试剂来验证是否发生，只能用滴入稀盐酸反应产生气泡或加入CaCl2溶液或BaCl2溶液产生碳酸盐沉淀来实现。
例题：小明否发生反装置进行
请回答以下几个问题：
（1）写出上图中标有字母的仪器名称：a ，b 。
（2）以上三个实验中，①③有明显现象，请你帮小明记录他观察到的实验现象：
实验① 。实验③ 。 （3）实验②因选用仪器不当导致未能观察到明显现象，请你帮小明寻找一种物品替代该装置中的广口瓶，以使实验取得成功，你将选用的物品是 ，改进后能看到的实验现象是 。 （4）小余同学提出了质疑，他认为小明实验还不足以证明CO2与NaOH确实发生了反应，其理由是 。 （5）小余同学又补充了设计如下实验方案来进一步证明，我来帮他完成： 实验步骤和方法 实验现象 实验结论 在探究CO2和NaOH是应时，设计出下列三种实验：
方案1 （6）请你再设计一个与上述实验不同原理的实验来证明并检验CO2和NaOH溶液反应生成了Na2CO3，并将有关的实验操作、现象、结论填入下表：
CO2和NaOH确实发生了化学反应 最大最全最精的教育资源网 www.xsjjyw.com
实验操作 实验现象 结论 考查知识点：探究酸碱的主要性质；化学实验方案设计与评价；碱的化学性质；盐的化学性质。 考试题型：实验设计题；综合实验题；实验方法和过程的探究。 解析：由二氧化碳和氢氧化钠发生反应时容器内气压减小分析实验现象，再根据二氧化碳和氢氧化钠反应的化学方程式可知反应时生成了碳酸钠，然后根据碳酸钠的性质进行补充实验设计，证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应。 （2）实验①中试管中的二氧化碳气体和烧杯中的浓氢氧化钠溶液反应后，试管内压强减小，所以试管内液面会逐渐上升，形成水柱；实验③中锥形瓶中的二氧化碳气体和胶头滴管中滴入的氢氧化钠溶液反应后，锥形瓶中压强减小，所以会观察到小气球胀大。 （3）因为广口瓶质地较硬，反应后瓶内压强减小但看不到现象，改用质地较软的矿泉水瓶后，会看到瓶子变瘪。 （4）因为二氧化碳和水反应后也会使瓶内压强减小，而NaOH溶液中有水，CO2又能溶于水且和水会反应，无法证明是CO2溶于水或和水会反应使气压减小的结果，还是CO2与NaOH反应使气压减小的结果。 （5）向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳后若两者没有发生反应，则现在的溶液中不会有碳酸钠，若两者发生反应，则会生成碳酸钠，所以可以取反应后的溶液少许于试管中，再逐滴加入稀盐酸，若看到有气泡产生，则说明二氧化碳和氢氧化钠溶液确实发生了反应。 （6）除了使用稀盐酸检验外，碳酸钠还可以和氯化钙溶液或氢氧化钙溶液等反应，看到沉淀生成。 点评：本题主要考查氢氧化钠的性质，利用不同实验设计进行现象的分析和评价，并能进行实验改进。 答案：（1）a为烧杯，b为胶头滴管。 （2）试管内液面逐渐上升，形成水柱；小气球胀大。 （3）矿泉水瓶；矿泉水瓶变瘪或向内凹进。 （4）NaOH溶液中有水，CO2又能溶于水且和水会反应，究竟是CO2溶于水或和水会反应使气压减小的结果？还是CO2与NaOH反应使气压减小的结果？ （5）有气泡产生（实验步骤方法：取反应后的溶液少许于试管中，再逐滴加入稀盐酸）。 （6）在反应后的溶液中滴入CaCl2溶液（或石灰水Ca（OH）2溶液或BaCl2溶液或Ba（OH）2溶液）；有沉淀生成；二氧化碳确实和氢氧化钠发生了反应。
课堂练习
1..如右图所示的甲、乙两个装置中，胶头滴管中吸入某种液体，平底烧瓶中充入(或放入)另一种物质，挤压胶头滴管加入液体，一段时间后两装置中的气球都明显胀大(忽略液体体积对气球体积的影响)。则滴管和烧瓶中所用试剂可能是（多选） （ ）
甲 乙 水和 CO2 NaOH溶液和CO2 A 稀硫酸和铜片 B 双氧水和MnO2
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C Na2CO3溶液和稀硫酸 NaOH溶液和SO2 D H2O和NH3 硝酸银溶液和HCl 2.有些化学反应有明显的现象，有些化学反应必须借助一定的装置来判断反应是否发生．在探究CO2和NaOH是否发生化学变化时，某校化学探究小组的同学设计了以下四种实验装置。
回答下列问题：
（1）请简单描述上述四种装置中的实验现象：
A ；B ； C ；D 。 （2）上述四种实验设计所依据的共同原理是 。 3.化学课上，老师将CO2分别通入澄清石灰水和氢氧化钠溶液中，我们观察到前者变浑，后者没有明显现象，CO2和 NaOH是否发生了化学反应呢？甲、乙两同学设计了如图所示的A、B两个实验来验证，观察到现象是：装置A软塑料变扁，装置B活塞向上运动。 （1）甲同学认为这两个实验都可行，其反应原理都可以用化学方程式表示为 。
（2）乙同学提出了质疑，他认为这两个实验都不能证明使容器内压强变小的原因是CO2与NaOH反应，还是CO2溶于水，甲同学认为可以补充一个实验来回答该问题，该实验是
（只利用A装置--矿泉水瓶进行）。 4、下列三个实验均可证明CO2能与NaOH溶液反应。
实验Ⅰ：用试管集满CO2，迅速加入NaOH溶液、塞紧橡皮塞，充分振荡，静置。
(1)实验后打开橡皮塞时，听到响亮的“啵”声，其原因是实验后试管中的气压________(填“变大”或“变小”)；
(2)对静置后的溶液进行下列操作，由对应的现象可推知CO2与NaOH溶液一定反应的是________(填
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序号)。a. 滴加酚酞，溶液变为红色 b. 滴加少量稀盐酸，不产生气泡 c. 滴加少量氯化钙溶液，产生白色沉淀
实验Ⅱ：在8.0g NaOH固体中加入适量95%的乙醇溶液，配制成饱和NaOH的乙醇溶液，向该溶液中通入CO2，直至产生白色沉淀Na2CO3。
(1)某托盘天平标尺的最大刻度为1g，配备有1g、2g、5g和10g四种砝码若干个，用该天平称取8.0gNaOH固体时，所需砝码总数为________个； (2)实验Ⅱ利用的原理是：________影响物质的溶解性。
实验Ⅲ：如图所示，将5 mL溶质质量分数为10%的NaOH溶液(ρ≈1.1g/mL)缓慢、全部注射入瓶中，观察到的酒精倒流入瓶中，最终瓶中剩余5mL气体。此实验条件下，1体积水约可溶1体积CO2，CO2不溶于酒精，ρ(CO2)≈2g/L。
(1)实验时________(填“能”或“不能”)用水代替量筒中的酒精； (2)实验时将NaOH溶液缓慢注射入瓶中的原因是________；
(3)根据上述实验可推知：与NaOH溶液反应的CO2约为________(取整数)mL。
(4)理论上，上述5 mL NaOH溶液与足量CO2反应都转化为Na2CO3时，参加反应的CO2的体积约为多少毫升？(写出计算过程，结果取整数)
(5)实际上，上述NaOH溶液吸收的CO2偏少，其原因可能是________(填序号)。 a. CO2不纯 b. 装置漏气 c. NaOH与CO2化合生成了NaHCO3 d. 倒流入瓶中的酒精干扰了NaOH溶液对CO2的吸收