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微專題10 探究二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)
跟蹤訓(xùn)練
2
1
典例串方法
探究一　二氧化碳與氫氧化鈉溶液是否發(fā)生反應(yīng)
角度1：驗證新物質(zhì)的生成
例1　將CO2通入盛有NaOH溶液的甲試管中，沒有觀察到明顯現(xiàn)象。一段時間后，取甲試管中的液體5 mL于乙試管中，如圖。
第1步：確定需要檢驗的物質(zhì)
若要證明NaOH和CO2發(fā)生反應(yīng)，需要檢驗生成物________(填化學(xué)式)是否存在。
第2步：設(shè)計方案檢驗生成物
向反應(yīng)后的乙試管中加入稀鹽酸，觀察到
___________，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
____________________________________。
Na2CO3
有氣泡產(chǎn)生
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
第3步：設(shè)置對比實驗，排除干擾物
向一支盛有5 mL NaOH溶液的試管中加入稀鹽酸，觀察到___________；另取一支盛有稀鹽酸的試管，向其中通入CO2，觀察到____________，說明NaOH和CO2都不能與稀鹽酸反應(yīng)生成氣體，證明NaOH與CO2發(fā)生了反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________。
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
無明顯現(xiàn)象
無明顯現(xiàn)象
角度2：驗證反應(yīng)物的減少或消失
例2　欲證明“CO2與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)”，某化學(xué)興趣小組進(jìn)行如圖所示探究實驗(實驗裝置中夾持儀器已略去)。
第1步：確定反應(yīng)物CO2是否減少
向圖1的軟塑料瓶中加入100 mL NaOH溶液，一段時間后，觀察到_____
_________，說明反應(yīng)物CO2減少。
第2 步：確定反應(yīng)物中的成分
氫氧化鈉溶液中含有溶質(zhì)氫氧化鈉和溶劑水。
軟塑料瓶變癟
第3步：設(shè)置對比實驗，排除干擾物
向圖2的軟塑料瓶中加入100 mL蒸餾水，觀察到_____________________
______________，說明CO2與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
軟塑料瓶變癟，但變癟程度比圖1中小
【即時訓(xùn)練】1. 小組同學(xué)利用如圖實驗裝置探究二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)。下列說法不正確的是(　　)
A. 圖1塑料瓶沒有明顯變化，說明二氧化碳不能與水反應(yīng)
B. 該實驗可以證明二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)
C. 加入氫氧化鈉溶液后振蕩，塑料瓶變癟是由于瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小
D. 向圖2反應(yīng)后的溶液中加入氫氧化鈣溶液，能觀察到有沉淀產(chǎn)生
A
探究二　二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)進(jìn)行的程度
例3　實驗室有一瓶忘記蓋瓶蓋的氫氧化鈉溶液。興趣小組同學(xué)對該瓶氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)及變質(zhì)的程度進(jìn)行如下探究。
第1步：明確變質(zhì)原因。氫氧化鈉變質(zhì)的化學(xué)方程式：_______________________________。
第2步：根據(jù)化學(xué)方程式猜想變質(zhì)后的成分。
猜想Ⅰ：已完全變質(zhì)，該固體成分中只含生成物__________________；
猜想Ⅱ：部分變質(zhì)，該固體成分中含有生成物__________________和反應(yīng)物__________________。
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
Na2CO3(或碳酸鈉)
Na2CO3(或碳酸鈉)
NaOH(或氫氧化鈉)
第3步：確定需要檢驗的物質(zhì)。
比較猜想Ⅰ和猜想Ⅱ的差異，確定需要檢驗的物質(zhì)是__________________。
第4步：設(shè)計方案
(1)判斷生成物_________________是否對待檢驗的物質(zhì)造成干擾。生成物__________________溶液顯___性，因此______(填“能”或“不能”)用pH試紙、指示劑直接檢驗待檢驗的物質(zhì)。
NaOH(或氫氧化鈉)
不能
Na2CO3(或碳酸鈉)
Na2CO3(或碳酸鈉)
堿
(2)除去干擾物。
①能與Na2CO3反應(yīng)的物質(zhì)有________________、___________________、________________(填3種不同類別的物質(zhì))。
②結(jié)合待檢驗物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，確定應(yīng)選擇的除雜試劑是____________
_______________。
(3)檢驗待檢驗的物質(zhì)。
檢驗NaOH應(yīng)該選擇的酸堿指示劑是_________________________，觀察到___________________，則為部分變質(zhì)；觀察到___________________
______，則為全部變質(zhì)。
溶液不變色(或無明顯現(xiàn)象)
稀鹽酸(或稀硫酸)
氫氧化鈣(或氫氧化鋇)
氯化鋇(或硝酸鋇)
氯化鋇溶液(或硝酸鋇溶液)
無色酚酞(或紫色石蕊)溶液
溶液變紅色(或藍(lán)色)
【即時訓(xùn)練】2. 現(xiàn)有一瓶久置的氫氧化鈉溶液，為探究該溶液是否變質(zhì)以及變質(zhì)的程度，設(shè)計了如圖流程。下列說法錯誤的是(　　)
A. 由步驟①中的現(xiàn)象可知該氫氧化鈉溶液已經(jīng)變質(zhì)
B. 若步驟②中的“現(xiàn)象Ⅰ”為“生成白色沉淀”，則該氫氧化鈉溶液部分
變質(zhì)
C. 若步驟②中的“現(xiàn)象Ⅰ”為“無明顯現(xiàn)象”，則該氫氧化鈉溶液完全變質(zhì)
D. 步驟①中的氯化鋇溶液也可以用氫氧化鈣溶液代替
【答案】D
探究三　變質(zhì)后的氫氧化鈉溶液中碳酸鈉含量的測定
例4　 為測定某敞口久置的氫氧化鈉溶液樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行如下探究。
第1步：明確測定原理
測定氫氧化鈉溶液中碳酸鈉的含量時，通過測量樣品與過量稀硫酸(或稀鹽酸)反應(yīng)產(chǎn)生_________________的質(zhì)量確定碳酸鈉的質(zhì)量，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________
________________________________________。
CO2(或二氧化碳)
Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑
(或Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑)
第2步：組裝裝置
(1)裝置B的作用是____________________________。
(2)裝置C的作用是____________________________。
(3)若未連接裝置D，可能導(dǎo)致結(jié)果______(填“偏大”或“偏小”)。
除去二氧化碳中混有的水蒸氣
吸收反應(yīng)生成的二氧化碳
偏大
第3步：測定數(shù)據(jù)進(jìn)行計算
用如圖裝置進(jìn)行實驗時需要測的數(shù)據(jù)是____(填字母序號)。
a. 樣品的質(zhì)量
b. 實驗前后裝置B的質(zhì)量
c. 實驗前后裝置C的質(zhì)量
d. 實驗前后裝置D的質(zhì)量
e. 所用稀硫酸的質(zhì)量
ac
跟蹤訓(xùn)練
1. 氫氧化鈉溶液和二氧化碳的反應(yīng)無明顯現(xiàn)象，怎樣證明二者發(fā)生了
反應(yīng)？
(1)第一組同學(xué)按圖1所示，將氫氧化鈉溶液全部注入集氣瓶中，過一會兒觀察到氣球鼓起，認(rèn)為二者發(fā)生了反應(yīng)。 第二組
同學(xué)認(rèn)為該實驗不嚴(yán)謹(jǐn)，理由是________________
____________________________________________。
于是同學(xué)們將該裝置中的氫氧化鈉溶液換成______
_____，做了對比實驗，證明二者發(fā)生了反應(yīng)。
等量的水
二氧化碳溶于水且與水反應(yīng)，也能使瓶內(nèi)氣壓減小，使氣球鼓起
(2)第二組同學(xué)按圖2所示，先將氫氧化鈉溶液全部注入集氣瓶中，過一會兒打開止水夾，觀察到____________________________________，也證明二者發(fā)生了反應(yīng)。
(3)第二組同學(xué)的實驗中，將燒杯中的稀鹽酸換為____________，也可以達(dá)到實驗?zāi)康摹?br/>氯化鋇溶液
稀鹽酸沿導(dǎo)管進(jìn)入瓶內(nèi)，瓶內(nèi)產(chǎn)生氣泡
2. (2023麗水改編)實驗室里有一個裝有8克氫氧化鈉固體的試劑瓶，久置未用。為檢驗氫氧化鈉變質(zhì)程度，小麗進(jìn)行了定量實驗。將瓶中樣品全部倒入燒杯中，加水充分溶解，逐滴加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%的稀鹽酸充分反應(yīng)，當(dāng)溶液的pH恰好為7時，所加稀鹽酸的質(zhì)量為100克。
(1)小麗通過計算得出結(jié)論氫氧化鈉完全變質(zhì)(如圖)。小科認(rèn)為小麗的結(jié)論不正確，理由是______________________________________________
_________________________________________________；
(2)在小麗的實驗方案中，要確定樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量，還缺少______
____________質(zhì)量的測定。
CO2
(或二氧化碳)
不論氫氧化鈉變質(zhì)程度如何，當(dāng)pH為7時，消耗鹽酸的質(zhì)量是一樣的，所以用鹽酸的質(zhì)量來計算是錯誤的
解題關(guān)鍵點(diǎn)
第2題
解答本題的關(guān)鍵在于計算時已知純凈物質(zhì)量的選擇，氫氧化鈉變質(zhì)生成的碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，燒杯中反應(yīng)前后減少的質(zhì)量即為二氧化碳的質(zhì)量，故應(yīng)選擇二氧化碳的質(zhì)量作為已知純凈物的質(zhì)量，再根據(jù)化學(xué)方程式計算氫氧化鈉的質(zhì)量。
3. (2016成都)某小組在學(xué)習(xí)“二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)”時，進(jìn)行了如下探究。
【提出問題】二氧化碳是與氫氧化鈉反應(yīng)，還是溶解在水中？
【查閱資料】①15 ℃時，101 kPa時，二氧化碳的溶解度如下：
②15 ℃時，在酒精中，氫氧化鈉易溶、碳酸鈉微溶。
③通常情況下，稀溶液的體積約等于溶劑的體積。
溶劑 水 酒精
溶解度 1.0 0.3
【實驗設(shè)計】在15 ℃、101 kPa時，制取二氧化碳并用于實驗甲、實
驗乙。
【分析與表達(dá)】(1)如果二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)，化學(xué)方程式是______________________________，那么氫氧化鈉應(yīng)_____保存。
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
密封
(2)實驗前，兩套裝置都進(jìn)行了氣密性檢查。實驗甲裝置氣密性檢查的方法是__________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________。
在U形管中加入適量的水，用熱毛巾或手緊握左邊的試管，U形管內(nèi)液面會出現(xiàn)右高左低的現(xiàn)象，松手一段時間后，液面回落到原位置，說明裝置氣密性良好，同理檢驗右側(cè)試管
(3)實驗甲中，同時滴入等體積的水和氫氧化鈉溶液后的現(xiàn)象是________
____________________________________________________________________________________________。
U形管內(nèi)右側(cè)液面升高，左側(cè)液面下降，一段時間后，右側(cè)液面緩緩下降，左側(cè)上升，但右側(cè)液面仍高于左側(cè)
(4)實驗乙中，將氫氧化鈉溶液完全滴入錐形瓶，注射器活塞會自動向內(nèi)移動并將酒精推入錐形瓶，活塞移動的速度是____。(填字母)
A. 先慢后快　　　 B. 先快后慢 C. 先慢后快，再變慢
實驗乙中，還可能觀察到的現(xiàn)象是__________________。
B
出現(xiàn)白色渾濁現(xiàn)象
(5)實驗乙中，120 mL酒精_____(填“能”或“不能”)換成水，原因是_____
______________________________________________________________。
二氧化碳在水中的溶解度大于在酒精中的，碳酸鈉在酒精中微溶，現(xiàn)象明顯
不能
【記錄與處理】(6)實驗乙結(jié)束時，注射器中酒精體積為20 mL，則與氫氧化鈉反應(yīng)的二氧化碳體積至少是____mL。
【結(jié)論與反思】 (7)由以上探究可知，二氧化碳能溶于水，也能與氫氧化鈉反應(yīng)。但實驗乙的數(shù)據(jù)還不夠準(zhǔn)確，造成實驗乙誤差的原因可能有_______________。(寫一條)
酒精具有揮發(fā)性
63
4. (2023成都定心卷)興趣小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗桌上有一瓶敞口放置的氫氧化鈉溶液，為探究該氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)，進(jìn)行如下探究。
【探究1】這瓶氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)
(1)氫氧化鈉溶液敞口放置在空氣中易發(fā)生變質(zhì)的原因是______________________________(用化學(xué)方程式表示)。
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
【設(shè)計與實驗】
(2)甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計如下實驗。
操作 現(xiàn)象 結(jié)論
甲同學(xué)取少量樣品于試管中，滴加無色酚酞溶液 溶液變紅 該溶液沒有變質(zhì)
乙同學(xué)取少量樣品于試管中，滴加__________________________ (填化學(xué)式)溶液 溶液變渾濁 該溶液已經(jīng)變質(zhì)
丙同學(xué)取少量樣品于試管中，滴加稀鹽酸 ____________________________________ 該溶液可能部分變質(zhì)
開始無明顯現(xiàn)象，一段時間后有氣泡產(chǎn)生
BaCl2[或Ba(NO3)2或Ba(OH)2]
【反思與評價】
(3)請你判斷甲同學(xué)的結(jié)論是否正確，并說明理由____________________
_____________________________________________。
丁同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，用pH傳感器進(jìn)行了如圖1所示的探究。
不正確，碳酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液都呈堿性，都能使無色酚酞溶液變紅
第1步： 用燒杯取該瓶敞口放置的氫氧化鈉溶液15 mL，開啟磁力攪拌器和數(shù)據(jù)采集器，運(yùn)行軟件，控制 3～5滴/秒的滴速，采集的pH變化曲線如圖2。
第2步：取新制的氫氧化鈉溶液15 mL，重復(fù)第1步操作，采集的pH變化曲線如圖3。
第3步：取碳酸鈉溶液15 mL，重復(fù)第1步操作，采集的pH變化曲線如
圖4。
(4)圖3中C點(diǎn)時，對應(yīng)燒杯中溶液含有的溶質(zhì)為_____________________
________。
HCl、NaCl(或氯化氫、氯化鈉)
(5)對比曲線，證明該瓶敞口放置的氫氧化鈉溶液已部分變質(zhì)，依據(jù)是________________________________________________________________________________________________________________。
圖2的AB段與圖3開始段曲線相似，說明該溶液中含有氫氧化鈉，圖2的CH段與圖4的AF段曲線相似，說明樣品溶液中有碳酸鈉
【探究2】探究該瓶氫氧化鈉溶液的變質(zhì)程度
第1步： 如圖5(夾持儀器已略去)，取20 g該瓶敞口放置的氫氧化鈉溶液。第2步： 滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.5%(密度為1.04 g/mL)的稀鹽酸，邊滴加邊振蕩，直到恰好沒有氣泡產(chǎn)生為止，共滴加稀鹽酸15 mL，天平示數(shù)為35.06 g。
(6)該瓶溶液中溶質(zhì)變質(zhì)程度為________(精確到0.1%)。
【反思總結(jié)】
(7)實驗要養(yǎng)成良好習(xí)慣，請寫一條實驗結(jié)束后的注意
事項___________________________________。
67.6%
及時蓋上瓶塞(或?qū)⑺幤氛須w位)
請完成精練本習(xí)題
作業(yè):

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