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(共11張PPT)
利用氣壓差探究的問題
1、小明在化學晚會上觀看了“瓶吞雞蛋”的魔術（如圖1），看到雞蛋被吞進瓶內小明思考：瓶能吞蛋，能不能吐蛋呢？他進行了如圖2實驗，注射器中的試劑P是稀鹽酸，結果雞蛋真的吐了出來。請結合化學反應、壓強等科學知識解釋“瓶吞雞蛋”和“瓶吐雞蛋”的原因。
氫氧化鈉能與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，使瓶內的壓強減小，在外界大氣壓的作用下，雞蛋進入瓶內。
酸能和碳酸鈉反應生成二氧化碳從而使瓶內壓強增大。可以加入的試劑是稀鹽酸或稀硫酸，碳酸鈉和酸反應生成二氧化碳氣體，生成的二氧化碳使瓶內的壓強增大，蛋被吐出。
2、許多化學反應無明顯現象，CO2與NaOH溶液的反應就是其中之一。
【提出問題】怎樣證明CO2與NaOH溶液發生了反應？
【實驗設計】
（1）同學們根據堿的化學性質，推測CO2與NaOH反應的化學方程式為__________________________，并從不同的角度分別設計了實驗加以驗證。
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
【實驗驗證】
（2）從壓強變化的角度探究。
①利用圖甲裝置進行實驗，先擠壓膠頭滴管，再打開止水夾，
觀察到燒瓶內形成紅色“噴泉”，原因是燒瓶內壓強______
（填“大于”或“小于”）外界大氣壓。
②利用圖乙裝置進行實驗，將氫氧化鈉溶液全部推入集氣瓶
中，過一會觀察到氣球鼓起，認為二者發生了反應。同學們
經過討論認為該實驗不嚴謹，理由是__________________________________________________。于是同學們將該裝置中NaOH溶液換成________，做了對比實驗，證明二者發生了反應。
（3）從新物質生成的角度探究。利用圖丙裝置進行實驗，將氫氧化鈉溶液全部推入集氣瓶中，過一會打開止水夾，觀察到______________________________，也證明二者發生了反應。
小于
氫氧化鈉溶液含有水，而二氧化碳可以溶于水，且可與水反應
等量水
稀鹽酸倒吸進入集氣瓶，有氣泡產生
（4）利用“數字化實驗”探究。
①寫出圖丁中制取CO2的化學反應方程式：_________________________________。
②實驗測得燒杯中溶液的pH隨時間的變化關系如圖丁所示，由圖可推知反應過程中濃度不斷減少的離子是 ______（填離子符號）。
2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑
OH-
2、用甲、乙兩組實驗證明CO2能與NaOH反應。
（1）甲實驗證明CO2能與NaOH反應的現象是_________________________。取甲中左側水槽中的液體，向其中滴加足量稀鹽酸，觀察到____________，也能證明CO2能與NaOH溶液反應。
（2）乙實驗，利用壓強傳感器測得瓶內氣壓變化如圖所示。
①后注入瓶中的藥品是_________（填“H2O”或“NaOH溶液”）。
②對比坐標圖中的________兩段曲線，可證明CO2能與NaOH反應，反應方程式為________________________。
a試管內液面上升比b試管高
有氣泡產生
NaOH溶液
bc、de
2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
3、氫氧化鈉露置在空氣中會與二氧化碳反應而變質。
【提出問題】二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應沒有明顯現象，從哪些視角可以證明CO2與NaOH溶液發生了反應？【作出猜想】猜想一：從生成物的視角；猜想二：從______的視角；猜想三：從能量變化的視角……
【實驗探究1】第一組同學分別取反應后的溶液少許于試管中，按如下四種方案實驗：
A．滴加酚酞試液，若變紅則說明沒發生反應；
B．滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，則說明發生了反應；
C．滴加澄清石灰水，若有白色沉淀生成，則說明發生了化學反應；
D．滴加足量的稀鹽酸，若產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則說明發生了反應。
反應物
①該小組同學通過討論，一致認為____方案是不正確的，原因是________________________________
_______________________________。
②若方案B正確，請寫出此方案涉及的化學反應方程式_______________________________。
A
氫氧化鈉和二氧化碳反應生成的碳酸鈉溶液顯堿性，也能使酚酞試液變紅色
BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl
【實驗探究2】第二組同學利用壓強傳感器和CO2傳感器設計了如圖甲、乙兩個實驗裝置，并進行實驗，得到了壓強隨時間變化的曲線（如圖丙）。
①設計圖乙實驗的目的是_________________________。
②圖丙中曲線___（填Ⅰ或者Ⅱ）表示CO2和NaOH溶液的反應。
對比作用，排除水對實驗的干擾
Ⅱ
【實驗探究3】化學反應常常伴隨著能量的變化，第三組同學利用溫度傳感器獲得了實驗過程中溫度隨時間變化的曲線（如圖丁），曲線Ⅲ為CO2與NaOH溶液的反應，曲線Ⅳ為CO2與水的反應。由此證明CO2與NaOH反應是______反應（填：“吸熱”、“放熱”）。
【拓展延伸】查閱資料，Na2CO3溶液與CO2也會發生反應：Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3。當10g 8%的NaOH溶液通入一定體積的CO2后，所得溶液中的溶質是Na2CO3和NaHCO3，則參加反應的CO2的體積范圍_______________________（該狀況下，CO2的密度為2g/L）。
放熱
0.22L＜V（CO2）＜0.44L
【實驗探究4】第四組同學對二氧化碳的性質再探究。實驗步驟如下：
（1）圖1所示裝置的氣密性良好，三個250mL的燒瓶內收集滿CO2氣體，三個注射器內各裝有85mL的液體（分別是水、飽和石灰水、40%的氫氧化鈉溶液）。連接好裝置和壓強傳感器。
（2）三位同學同時迅速將注射器內85mL的液體（水、飽和石灰水、40%的氫氧化鈉溶液）注入各自燒瓶中，關閉活塞。
（3）一段時間后，三位同學同時振蕩燒瓶。觀察燒瓶內氣壓隨時間變化的曲線（如圖2）。
①導致曲線1中CD段氣壓急速減小的操作是_________。在不改變裝置和藥品的情況下，進一步降低E點的方法是_______________。
②曲線2中發生的反應方程式為 _________________________。
③曲線2與曲線3差異較大的原因是________________________________________________________
____________________________________________。
④對比曲線1、2、3，不能得出的結論是_____（填序號）。
A．CO2能與水發生反應
B．1體積水約溶解1體積CO2
C．CO2能與NaOH溶液發生反應
D．檢驗CO2用飽和澄清石灰水較合適
E．吸收CO2用NaOH溶液較合適
振蕩燒瓶
對燒瓶進行降溫
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
Ca(OH)2溶解度小，飽和石灰水中Ca(OH)2的濃度明顯小于40%NaOH溶液中NaOH的濃度，影響了CO2的吸收
AD
4、利用下列實驗來制取CO2并進行相關實驗探究。
（1）制取 CO2。①簡述檢查A裝置氣密性的方法：_______________________________。
②用B裝置（燒瓶）收集CO2時，如何證明CO2已經收集滿了？
（2）探究CO2的性質，實驗步驟如下：步驟1：圖2所示裝置的氣密性良好（圖中a處連接
氣體壓力傳感器），甲、乙、丙一個燒瓶容積均為250mL，分別收集滿CO2，三個注射器內各裝有85mL液體。步驟2：同時迅速將注射器內液體全部注入燒瓶中，關閉活塞；一段時間后，同時振蕩燒瓶。
步驟3：利用“數字化實驗”得到如圖3所示的甲、乙、丙三個燒瓶內壓強與時間的對應關系曲線1、2、3。
①燒瓶乙中有白色沉淀生成，該反應的化學方程式為：_________________________。
②曲線1中 BC段氣壓逐漸變小的原因是___________，曲線2與曲線3差別較大的原因是什么？
_____________________________________________________。
③對比曲線1與曲線3，不能得出的結論是____（填序號）。
A.CO2能溶于水 B.CO2能與水發生反應 C.CO2能與 NaOH 溶液發生反應
④請設計實驗，證明反應進行到400s時，燒瓶丙的溶液中溶質的成分。
用彈簧夾夾緊橡皮管，向錐形瓶中注水，若形成一段穩定的水柱，說明氣密性良好
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
CO2溶于水
CO2和氫氧化鈉溶液反應，所以導致曲線2與曲線3差別較大
B
取錐形瓶內溶液少量于試管中，加入足量的CaCl2溶液，
有白色沉淀生成，說明原溶液中含有碳酸鈉，向上層清
液中加入酚酞溶液，溶液變紅，說明原溶液中含有氫
氧化鈉；故填：取錐形瓶內溶液少量于試管中，加入
足量的CaCl2溶液，有白色沉淀生成，說明原溶液中
含有碳酸鈉，向上層清液中加入酚酞溶液，溶液變紅，
說明原溶液中含有氫氧化鈉；
5、某興趣小組在學習了二氧化碳制取的研究課題時，探究了二氧化碳氣體的收集方法。
[提出問題]二氧化碳能不能用排水法收集？
[作出猜想]Ⅰ.不能用排水法收集，理由是_______________________。
Ⅱ.能夠用排水法收集。
[查閱資料]Ⅰ.CO2不與碳酸氫鈉反應，且難溶于飽和的碳酸氫鈉溶液。
Ⅱ.CO2能與氫氧化鈉發生反應（氫氧化鈉溶液與石灰水性質相似）。
[實驗設計與操作]
步驟一：小組同學用圖1所示裝置進行CO2氣體的制取，在相同條件下，用如下3種方法，分別在三個規格相同的錐形瓶中收集產生的CO2氣體。
CO2能溶于水且與水反應
方法①：當氣體發生裝置開始產生CO2氣體15s后，用排水法收集CO2備用，并記錄從收集到集滿一瓶CO2所需的時間t；
方法②：當氣體發生裝置開始產生CO2氣體15s后，采取與方法①相同時間t,用向上排空氣法收集一瓶CO2備用；
方法③：當氣體發生裝置開始產生CO2氣體15s后，用向上排空氣法收集，將燃著木條放在瓶口驗滿后，立即蓋上玻璃片備用。
（1）請寫出稀鹽酸和石灰石反應的化學方程式____________________________________；
（2）當氣體發生裝置開始產生CO2氣體15s后，再開始收集氣體的原因是__________________；
（3）檢驗生成氣體是否為二氧化碳，涉及反應的文字表達式：二氧化碳+氫氧化鈣→碳酸鈣+水；
步驟二：將裝有50mL5%的氫氧化鈉溶液的注射器與壓強傳感器密封連接，再插入已經收集好CO2氣體的錐形瓶中（如圖2所示）。將注射器的氫氧化鈉溶液注入錐形瓶中，觀察瓶內壓強變化情況。
[實驗分析與結論]
（4）用壓強傳感器測得密閉容器內壓強隨時間的變化關系如圖3所示。根據實驗結果可知，猜想____ （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）成立。
（5）用燃著的木條驗滿CO2的方法_______（填“可靠”或“不可靠”）。從收集的氣體純度考慮，方法 _____（填“①”“②”或“③”）更好。
步驟三：小組同學進一步實驗，比較兩種收集方法收集等體積氣體所需時間及純度情況。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
排出裝置內的空氣
II
不可靠
①
（6）小組同學用氧氣傳感器分別測定排空氣法和排水法收集的等體積兩瓶CO2氣體中氧氣的體積分數（數據如圖4），則用排水法收集的氣體中CO2體積分數約為________。
（7）排水法和向上排空氣法收集氣體所需時間對照
87.5%
小組同學分4組用排水法和排空氣法分別收集1瓶
（集氣瓶容積相同）CO2氣體，記錄所需時間，
如表所示。綜合上述實驗，請你對CO2的兩種收集
方法做出評價：___________________________________________。
（8）實驗結束后，圖1中碳酸鈣與稀鹽酸反應后錐形瓶中的水溶液中除了生成的氯化鈣外還有沒有稀鹽酸？請設計實驗證明你的猜想（寫出實驗方法、現象和結論）：_____________________________________
________________________________________。
（9）直接用排飽和的碳酸氫鈉溶液的方法代替圖中的排水法收集二氧化碳，其優點是
____________________________________________。
排水法比排空氣法收集的氣體純度高，且收集時間短
向反應后的溶液中加入鋅粒，若有氣泡產生，說明還有鹽酸，若沒有氣泡產生，則沒有鹽酸
避免一部分二氧化碳溶解于水，造成反應物藥品的浪費

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