Question

在探究CO₂和NaOH是否发生化学反应时，某同学设计出下列6种实验装置．

（1）6个实验是否都能提供CO₂跟NaOH发生化学反应的证据？请逐一简述出现的现象．
（2）上述6种实验设计所依据的共同原理是：______．
（3）如果有同学质疑，认为上述实验设计没有排除CO₂可能溶解于NaOH溶液的假设，你如何进一步设计实验证明CO₂和NaOH肯定发生了化学反应？

Answer 1

【答案】分析：二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应实验现象不明显，学生在学习时不容易掌握．本题应从检验生成物和生成物状态变化引起气压变化两方面思考．实验现象的出现主要是因为二氧化碳气体与氢氧化钠溶液发生了化学反应，导致容器内气压显著减小，而不仅仅是二氧化碳气体溶于极少量的水中．
解答：解：6个实验中二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，使容器内压强减小，从而出现相应的现象，这些实验都可以证明CO2和NaOH反应．
6种实验设计出现不同现象的原因是相同的，都是因为试管里的气体减少，试管内外气压产生压强差．分别出现的现象是：
实验（1），反应后，有溶液进入试管内；
实验（2），反应后，倒置可发现玻璃片被吸住；
实验（3），反应后，塑料饮料瓶被压瘪；
实验（4），反应后，气球会充气鼓起来；
实验（5），反应后，烧瓶中有“喷泉”出现；
实验（6），反应后，烧杯中的水被吸到锥形瓶中．
（2）CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，反应后，由于盛有CO₂的容器内气体减少，压强减小，同外界大气压产生压强差，故答案为：．反应后，盛有CO₂的容器压强减小，同外界大气压产生压强差．
（3）①将烧杯中的氢氧化钠溶液换成水与实验（1）做对比实验．从对比实验中可以看出，液体换成水后，试管中液面上升的幅度较小，在氢氧化钠溶液中，试管中液面上升的幅度较大．
②取少量反应后的溶液于试管中，加入氯化钙溶液，如果溶液变浑浊，表明二氧化碳与氢氧化钠反应了，CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl．
③取少量反应后的溶液于试管中，滴入稀盐酸，如果出现气泡，则说明CO₂确实同NaOH发生了化学反应，生成了碳酸钠，Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．等等（开放题）
故答案为：（1）6个实验都可以证明CO2和NaOH反应．
分别出现的现象是：实验（1），反应后，有溶液进入试管内；
实验（2），反应后，倒置可发现玻璃片被吸住；
实验（3），反应后，塑料饮料瓶被压瘪；
实验（4），反应后，气球会充气鼓起来；
实验（5），反应后，烧瓶中有“喷泉“出现；
实验（6），反应后，烧杯中的水被吸到锥形瓶中．
（2）反应后，盛有CO2的容器压强减小，同外界大气压产生压强差．
（3）取少量反应后的溶液于试管中，滴入稀盐酸，如果出现气泡，则说明CO₂确实同NaOH发生了化学反应，生成了碳酸钠．稍加热无大量气泡逸出，等等（开放题）．
点评：有关二氧化碳与水反应、氢氧化钠溶液反应探究考题，成为中考命题的一个热点．此题实验方案设计精彩，既培养了学生知识应用能力，发展了学生的创新能力，又培养了学生尊重事实的科学态度．