Question

16．某興趣小組同學(xué)欲探究NaOH溶液與CO₂氣體的反應(yīng)，設(shè)計如圖所示實(shí)驗裝置：
（1）若導(dǎo)管a與b連接，將分液漏斗中的NaOH溶液注入錐形瓶，關(guān)閉分液漏斗上的活塞，振蕩，然后打開導(dǎo)管上的活塞，觀察到的實(shí)驗現(xiàn)象是集氣瓶內(nèi)的水流入錐形瓶中，CO₂與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）探究反應(yīng)后錐形瓶內(nèi)溶液中溶質(zhì)的成分：
已知Na₂CO₃+H₂O+CO₂═2NaHCO₃
NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O
【提出猜想】Ⅰ．NaOH和Na₂CO₃；Ⅱ．Na₂CO₃；
Ⅲ．NaHCO₃；Ⅳ．Na₂CO₃和NaHCO₃．
【查閱資料】①Ca（OH）₂與Na₂CO₃、NaHCO₃均能反應(yīng)且有白色沉淀生成；
②CaCl₂與Na₂CO₃能反應(yīng)且有白色沉淀生成，與NaHCO₃不反應(yīng)；
③NaHCO₃溶液顯堿性，可與酸反應(yīng)生成CO₂氣體．
【設(shè)計實(shí)驗】限選試劑：Ca（OH）₂溶液、CaCl₂溶液、稀鹽酸、酚酞試液．

實(shí)驗操作	實(shí)驗現(xiàn)象	實(shí)驗結(jié)論
1．取少量反應(yīng)后溶液于試管中，加入足量的 氯化鈣振蕩	產(chǎn)生白色沉淀	猜想Ⅲ不成立
2．將操作Ⅰ所得混合物過濾，向濾液中加入足量的 稀鹽酸，振蕩	有氣泡產(chǎn)生	猜想Ⅳ成立

【拓展應(yīng)用】聯(lián)想到空氣中有CO₂，所以實(shí)驗室中的氫氧化鈉溶液應(yīng)密封保存．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)后氣壓會減小，造成出現(xiàn)某特定的現(xiàn)象解答；
（2）【提出猜想】根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)時，如果氫氧化鈉過量，則溶質(zhì)是氫氧化鈉和碳酸鈉；
如果二氧化碳過量，但是不能完全消耗生成的碳酸鈉，則溶質(zhì)是碳酸鈉和碳酸氫鈉；
如果氫氧化鈉和二氧化碳恰好完全反應(yīng)，則溶質(zhì)是碳酸鈉；
如果二氧化碳過量，并且把碳酸鈉完全消耗，則溶質(zhì)是碳酸氫鈉進(jìn)行分析；
【設(shè)計實(shí)驗】根據(jù)①Ca（OH）₂與Na₂CO₃、NaHCO₃均能反應(yīng)且有白色沉淀生成；
②CaCl₂與Na₂CO₃能反應(yīng)且有白色沉淀生成，與NaHCO₃不反應(yīng)；
③NaHCO₃溶液顯堿性，可與酸反應(yīng)生成CO₂氣體進(jìn)行分析；
【拓展應(yīng)用】根據(jù)空氣中的二氧化碳會與氫氧化鈉反應(yīng)進(jìn)行分析．

解答 解：（1）二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)后氣壓會減小，集氣瓶內(nèi)的水流入錐形瓶中，CO₂與NaOH反應(yīng)生成碳酸鈉和水，化學(xué)方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）【提出猜想】二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)時，如果氫氧化鈉過量，則溶質(zhì)是氫氧化鈉和碳酸鈉；
如果二氧化碳過量，但是不能完全消耗生成的碳酸鈉，則溶質(zhì)是碳酸鈉和碳酸氫鈉；
如果氫氧化鈉和二氧化碳恰好完全反應(yīng)，則溶質(zhì)是碳酸鈉；
如果二氧化碳過量，并且把碳酸鈉完全消耗，則溶質(zhì)是碳酸氫鈉，所以猜想II是Na₂CO₃；
因二氧化碳不但能跟氫氧化鈉反應(yīng)，二氧化碳還能溶于水也跟水反應(yīng)．所以讓人產(chǎn)生質(zhì)疑；
【設(shè)計實(shí)驗】

實(shí)驗操作	實(shí)驗現(xiàn)象	實(shí)驗結(jié)論
1．取少量反應(yīng)后溶液于試管中，加入足量的氯化鈣振蕩	產(chǎn)生白色沉淀	猜想Ⅲ不成立
2．將操作Ⅰ所得混合物過濾，向濾液中加入足量的稀鹽酸，振蕩	有氣泡產(chǎn)生	猜想Ⅳ成立

【拓展應(yīng)用】空氣中的二氧化碳會與氫氧化鈉反應(yīng)，所以實(shí)驗室中的氫氧化鈉溶液應(yīng)密封保存．
故答案為：（1）燒杯內(nèi)的水流入錐形瓶中，2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）【提出猜想】Na₂CO₃；
【設(shè)計實(shí)驗】

實(shí)驗操作	實(shí)驗現(xiàn)象	實(shí)驗結(jié)論
1．氯化鈣	產(chǎn)生白色沉淀
2．稀鹽酸	有氣泡產(chǎn)生

【拓展應(yīng)用】密封．

點(diǎn)評 實(shí)驗方案的設(shè)計和評價，是素質(zhì)教育對化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的能力培養(yǎng)目標(biāo)之一，而能力的考查又逐漸成了中考重點(diǎn)和熱點(diǎn)，但是，該內(nèi)容也是學(xué)習(xí)難點(diǎn)，應(yīng)重點(diǎn)練習(xí)，養(yǎng)成對實(shí)驗進(jìn)行評價我自我設(shè)計實(shí)驗的習(xí)慣．