内容正文:
微专题 二氧化碳与氢氧化钠溶液反应
一.无明显现象反应的实验验证
(1)将CO2通入NaOH溶液中,反应的化学方程式_________________。观察不到明显现象的原因是_____________________________________。现设计实验验证二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应。
【思路一】对比实验验证反应物CO2减少
(2)设置对比实验的目的是排除NaOH溶液中的______(物质名称)的干扰
操作
现象
结论
图1
分别将等体积NaOH溶液和蒸馏水注入充满CO2的矿泉水瓶中,盖紧瓶盖,震荡。
__________________________
CO2与NaOH能反应
图2
分别将充满CO2的试管倒扣在NaOH溶液和蒸馏水中
__________________________
图3
用注射器分别将等体积NaOH溶液和蒸馏水中注入充满CO2的集气瓶中
__________________________
【思路二】验证有新物质产生
选择的试剂
现象
化学方程式
结论
(3)酸:______
___________________
_____________________
说明有Na2CO3生成,证明CO2与NaOH溶液发生反应
(4)碱:______
___________________
_____________________
(5)盐:______
___________________
_____________________
思路总结
1.确定检验的物质:Na2CO3。
2.根据Na2CO3的化学特性,选择合适试剂检验,能观察到明显的实验现象。
【拓展创新】
化学兴趣小组在老师的指导下开展了CO2与氢氧化钠性质的反应实验研究。
【实验一】利用“数字化实验”探究。
图4
(6)实验测得烧杯中溶液的pH随时间的变化关系如图4所示,由图可推知反应过程中浓度不断减少的离子是______(填离子符号)。该实验是从_____________(填“检验新物质产生”或“证明反应物减少”)的角度验证反应发生。
【实验二】 查阅资料知:常温下NaOH、Na2CO3分别在乙醇中的溶解度如下表所示:
物质
NaOH
Na2CO3
溶解度(20℃)
17.4 g
<0.01 g
该化学兴趣小组按如图5所示装置进行实验,其实验步骤如下:
I.将CO2通入过量的饱和NaOH乙醇溶液中,试管中产生沉淀物;
Ⅱ打开分液漏斗活塞,使稀盐酸缓缓滴入试管中,试管中有气泡产生;
(7)步骤 I,试管中产生沉淀物的原因是____________________________。 图5
二、NaOH变质探究
(1)现实验室有一瓶久置的氢氧化钠溶液,可能存在如下情况:
ⅰ.不变质:只含________。
ⅱ.部分变质:含_______________。
ⅲ.全部变质:只含________。
兴趣小组同学对该氢氧化钠溶液进行检测,判断是否发生变质。
【实验一】检验NaOH是否变质,即检验溶液中是否存在Na2CO3。
(2)方案1:甲同学提出可以用酚酞试液检验,酚酞试液可以检验NaOH是否被消耗。经过小组同学的讨论否定了这种方案,理由是_________________________。
(3)方案2:乙同学用稀盐酸检验,具体的操作是取样于试管中,向试管中滴加过量的稀盐酸,若观察到___________,则说明溶液中含有___________,氢氧化钠溶液已变质。实验过程中必须加入的盐酸要过量,理由是______________________。
(4)方案3:其他的同学认为还可以向样品中加入____________溶液或___________溶液(填不同类别的物质),若观察到有白色沉淀产生,说明氢氧化钠溶液已变质。
【实验二】(5)经过实验1,同学发现久置的NaOH溶液已变质。现要检验NaOH是否完全变质,即检验溶液中是否存在________。
(6)具体的操作为步骤①:取样于试管中,向其中加入过量的_________溶液,目的是_____________________。反应的化学方程式:____________________________.
步骤②:待步骤①中的物质充分反应后,静置,过滤得到滤液,向滤液中滴加________溶液,观察到溶液 ,说明溶液中含有___________,氢氧化钠溶液部分变质。
思路总结
检验氢氧化钠变质程度
Na2CO3的存在会对NaOH的检验造成干扰,因此选择合适的试剂先检验Na2CO3并将其除去,该试剂的选择应满足:
①试剂能与Na2CO3反应,出现明显实验现象,并除去Na2CO3;
②试剂不能与NaOH反应,避免除去NaOH;
③试剂的加入不能引入OH-,避免对NaOH的检验造成干扰。
【拓展应用】
(7)经过实验一和实验二,同学们确定久置的氢氧化钠溶液部分变质。除去其中的杂质
碳酸钠的操作:加___________溶液至________________,再_______(写操作名称)。
涉及反应的化学方程式:____________________________________。
思路总结
除去NaOH中含有的少量Na2CO3时,除杂试剂应满足:
①试剂能与Na2CO3反应,除去Na2CO3;
②试剂不能与NaOH反应,避免除去NaOH;
③试剂的加入不能引入新的杂质离子。
【答案】
一、(1)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 生产物Na2CO3溶于水,且溶液为无色
(2)水 加入NaOH溶液的矿泉水瓶扁得程度更大
倒扣在NaOH溶液的试管中液面上升更高 U型管中液面左高右低
(3) 稀盐酸(或稀硫酸) 产生气泡
2HCl + Na2CO3 =2NaCl+H2O+CO2↑ (或H2SO4 + Na2CO3 =Na2SO4+H2O+CO2↑)
(4)氢氧化钡溶液(或氢氧化钙溶液) 产生白色沉淀
Ba(OH)2 + Na2CO3 = BaCO3 ↓+ 2 NaOH [或Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3 ↓+ 2 NaOH ]
(5)氯化钡溶液(或氯化钙溶液) 产生白色沉淀
BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3 ↓+ 2 NaCl (Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓ + 2NaCl )
(6)OH- 证明反应物减少
(7)CO2与NaOH反应生产的Na2CO3难溶于乙醇
二、(1)NaOH NaOH和Na2CO3 Na2CO3
(2)NaOH和Na2CO3溶液均能使酚酞变红
(3)有气泡产生 Na2CO3 防止溶液中仍存在NaOH与稀盐酸反应,干扰Na2CO3 的检验
(4)Ba(OH)2( Ca(OH)2 ) BaCl2
(5)NaOH
(6)BaCl2 (或CaCl2 ) 除尽 Na2CO3 ,避免对NaOH的检验产生干扰
BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3 ↓+ 2 NaCl (或 CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 ↓+ 2 NaCl )
酚酞 变红 NaOH
(7) Ba(OH)2[或 Ca(OH)2 ] 不再产生沉淀 过滤
Ba(OH)2 + Na2CO3 = BaCO3 ↓+ 2 NaOH [Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3 ↓+ 2 NaOH ]
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