Question

【题目】为探究CO2与NaOH溶液发生的反应，某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。

（查阅资料）

Ⅰ.20℃时，几种物质在水中的溶解度见下表：

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

Ⅱ.本实验条件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。

（实验探究）

(1)实验一：小雨取一充满CO2的矿泉水瓶，加入一定量的水，立即拧紧瓶盖，振荡，发现瓶子变瘪，小雨另取一相同的充满CO2的矿泉水瓶，向其中加入与水等体积的NaOH溶液，立即拧紧瓶盖，振荡，得到溶液X，此时观察到的现象是_________________________________，实验中，小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是_________________________________。

(2)实验二：为检验CO2与NaOH溶液反应的产物，小亮取实验一所得溶液X少许，向其中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为_____________________________，实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是_____________________________________。

(3)实验三：小华取实验一所得溶液X少许，向其中加入过量的BaCl2溶液，振荡，静置，取上层清液，滴入1滴酚酞试液，发现溶液呈____色，证明溶液X中有NaOH剩余。实验中，小华没有直接向少量溶液X中滴入酚酞试液，理由是___________________________________。

(4)实验四：兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中，用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化，结果如图1、图2所示。

图1中，BC段发生反应的化学方程式为____________________________________。

图2中，DE段温度变化的原因是__________________________________________。

（反思感悟）

(5)实验从CO2减少、NaOH减少，Na2CO3生成等物质的变化，以及___________转化等视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应，对于现象不明显的化学反应，可以通过现代技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。

Answer 1

【答案】 瓶子变瘪，且比装水的更瘪 证明二氧化碳与氢氧化钠溶液反应 BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl 氯化钙溶液与氢氧化钠溶液也会生成微溶的氢氧化钙 红 碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞变红 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 二氧化碳与氢氧化钠溶液反应放热 能量

【解析】探究CO2与NaOH溶液发生的反应。【实验探究】(1)实验一：取一充满CO2的矿泉水瓶，加入一定量的水，立即拧紧瓶盖，振荡，发现瓶子变瘪；另取一相同的充满CO2的矿泉水瓶，向其中加入与水等体积的NaOH溶液，立即拧紧瓶盖，振荡，得到溶液X，此时观察到的现象是瓶子变瘪，且比装水的更瘪，二氧化碳与NaOH溶液反应生成碳酸钠和水，使瓶内气压降低，压强减小。实验中，采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是证明二氧化碳与氢氧化钠溶液反应。(2)实验二：为检验CO2与NaOH溶液反应的产物，取实验一所得溶液X少许，向其中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是氯化钙溶液与氢氧化钠溶液也会生成微溶的氢氧化钙。(3)实验三：取实验一所得溶液X少许，向其中加入过量的BaCl2溶液，振荡，静置，取上层清液，滴入1滴酚酞试液，发现溶液呈红色，证明溶液X中有NaOH剩余，氢氧化钠溶液呈碱性，遇酚酞试液变红。实验中，没有直接向少量溶液X中滴入酚酞试液，理由是碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞变红。(4)实验四：将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中，用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化。由图中信息知，图1中，BC段发生反应的化学方程式为Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3。图2中，DE段温度变化的原因是二氧化碳与氢氧化钠溶液反应放热。【反思感悟】(5)实验从CO2减少、NaOH减少，Na2CO3生成等物质的变化，以及能量转化等视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应，对于现象不明显的化学反应，可以通过现代技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。

点睛∶CO2与水，NaOH溶液均反应。碳酸钠溶液和NaOH溶液均显碱性，均能使酚酞变红。