内容正文:
专项突破(五)
无明显现象反应是否发生的探究
一、探究思路和方法
无明显现
象的反应
验证某变量随反应而变,如:
①证明反应物被消耗
②证明有新物质生成
③……
现象表征
数据表征
利用反应前后物质
成分及其性质的差
异证明物质变化,验证反应的发生
pH变化曲线;
压强变化曲钱;
温度变化曲线;
……
表征方式
探究角度
二、教材探究实例
1. 稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的探究
(1)反应原理: (用化学方程式表示)。
(2)探究分析
HCl + NaOH === NaCl + H2O
物质 反应物 生成物
HCl(溶液) NaOH(溶液) NaCl(溶液) H2O
存在微粒 、Cl- 、水分子 Na+、 、水分子 Na+、Cl-、水分子 水分子
H+
OH-
反应前后溶液中均含有Na+和Cl-,这些离子因未参与反应而不发生任何变化;溶液中原本就含有大量水分子,证明反应生成了水也较为困难。因此,本实验选择从探究反应物被消耗的角度入手展开研究。
(3)实验方案
实验 探究角度 表征方式 实验设计
酸滴
入碱 证明 _____(填微粒符号)被消耗 现象表征 指示剂:向NaOH溶液中滴入两滴
,然后逐滴加入稀盐酸,溶液从红色变为无色
盐:往NaOH溶液中加入足量稀盐酸,然后加入 ,观察到无蓝色沉淀生成
OH-
无色酚酞溶液
CuSO4溶液(或CuCl2溶液等)
实验 探究角度 表征方式 实验设计
酸滴
入碱 证明_____(填微粒符号)被消耗 数据表征
OH-
pH传感器:测定酸滴入
碱整个过程pH变化
(续表)
实验 探究角度 表征方式 实验设计
碱滴
入酸 证明 _____(填微粒符号)被消耗 现象表征 金属:往稀盐酸中加入足量NaOH溶液,然后加入 ,观察到无气泡产生
碱或金属氧化物:往稀盐酸中加入足量NaOH溶液,然后加入___________
,观察到固体不溶解
盐:往稀盐酸中加入足量 NaOH 溶液,然后 ,观察到无气泡产生
H+
Zn(或Fe等)
Cu(OH)2
(或CuO等)
加入 CaCO3( 或Na2CO3等)
实验 探究角度 表征方式 实验设计
碱滴
入酸 证明 _____(填微粒符号)被消耗 数据表征
H-
pH传感器:测定碱滴入
酸整个过程pH变化
(续表)
2. 二氧化碳与水反应的探究
(1)反应原理: (用化学方程式表示)。
(2)探究分析
物质 反应物 生成物
H2O CO2( 气体) H2CO3( 溶液)
存在微粒 水分子 二氧化碳分子 碳酸分子、水分子
CO2+ H2O === H2CO3
由于反应前后的溶液均存在水分子,这使得直接证明反应过程消耗了水变得较为困难。同时,CO2在水中的溶解也会导致其消耗(溶于水或与水反应消耗的CO2量均较小),从而可能干扰CO2与水反应的检验。因此,本实验选择从探究反应是否有新物生成的角度入手,展开相关研究。
(3)实验方案
实验 探究角度 表征方式 实验设计
CO2
与水
反应 证明 _____(填化学式)生成 现象表征 指示剂:先检验CO2和H2O均不能使石蕊溶液浸泡过的干燥纸 花变色,再检验CO2和H2O共同作用能使用石蕊溶液浸泡过的干燥纸花从 色变成
色(该实验采用 实验法)
H2CO3
紫
红
对比
3. 二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的探究
(1)反应原理: (用化学方程式表示)。
(2)探究分析
CO2+ 2NaOH === Na2CO3+ H2O
物质 反应物 生成物
CO2( 气体) NaOH(溶液) Na2CO3(溶液) H2O
存在微粒 二氧化碳分子 Na+、 、水分子 Na+、 、水分子 水分子
OH-
CO32-
反应前后溶液中均含Na+ ,该离子因未参与反应而不发生任何变化;同时,溶液中原本就含有大量水分子,证明反应生成了水也较为困难;此外,Na2CO3溶液呈碱性,这一特性对OH- 的检验构成了干扰。因此,本实验可从探究新物质 (填微粒符号)的生成或反应物
(填化学式)的消耗两个角度入手研究。
CO2
CO32-
(3)实验方案
实验 探究角度 表征方式 实验设计
CO2
与NaOH
溶液
反应 证明_____(填微粒符号)生成 现象表征 酸:往NaOH溶液中通入一定量CO2,然后加入足量 ,观察到有气泡产生
盐:往NaOH溶液中通入一定量CO2,然后加入适量 ,观察到有白色沉淀
CO32-
稀盐酸(或稀硫酸)
CaCl2溶液(或BaCl2溶液)
实验 探究角度 表征方式 实验设计
CO2
与NaOH
溶液
反应 证明_____(填化学式)被消耗 现象表征 气压:等量的CO2分别加入等量的水和NaOH溶液(CO2溶于水或与水反应也会造成容器内气压减小,所以应作 实验排除水的干扰),如下图所示。
现象:图1中,振荡后,观察到塑料瓶B变瘪的程度比A ;图2 中,U形管左边液面 ,右边液面_____
CO2
对比
大
上升
下降
(续表)
实验 探究角度 表征方式 实验设计
CO2
与NaOH
溶液
反应 证明_____(填化学式)被消耗 现象表征 气压传感器:
CO2
(续表)
专项训练
1. 某化学课堂上同学们正在进行碱的化学性质探究。
Ⅰ. 氢氧化钠与氢氧化钙有相似的化学性质,将CO2分别通入澄清石灰水和NaOH溶液中,观察到前者变浑浊,后者无明显现象。
用一个通式描述碱的这条性质:碱+ → +水。
Ⅱ. CO2通入NaOH 溶液中无明显现象,两者是否发生了化学反应?
猜想①:两者发生了化学反应
猜想②:两者没有发生化学反应
小华设计了如图1所示的A、B两个
实验来验证。
实验现象:A中软塑料瓶变瘪;B
中 。
某些非金属氧化物
盐
气球膨胀变大
(1 )小红认为小华的实验是可行的,其共同原理是二氧化碳和氢氧化钠溶液反应,使容器内压强降低。小明同学却对此质疑,他认为小华的实验不严谨,其理由是 。要得到科学严谨的结论,仍利用该装置,补做的实验是 ____________
____________________________________________________________。
二氧化碳能溶于水,且与水反应
将氢氧化钠溶液换成等体积的水,与加入氢氧化钠溶液的实验现象进行对比
(2)小宁设计的是通过检验生成物来验证猜想,请帮她填写实验报告。
实验步骤 实验现象 实验结论
向 B 实验后的溶液中加入_______________
______________________________________ 有白色沉淀生成 证明了二氧化碳和氢氧化钠溶液反应
氯化钙(或氢氧化钙,或氯化钡,或氢氧化钡等)溶液
(3)反思:通过此实验探究,我们发现,对于没有明显现象的化学反应,可以从两个不同的角度证明反应的发生,这两个角度是:新物质生成和 。
Ⅲ. 小康通过数字化实验探究氢氧化钠与二氧化碳反应。利用图 2 装置(三颈烧瓶内集满CO2气体;装药品后的注射器B的活塞用夹子固定),按以下步骤完成实验,通过压强传感器测量瓶内压强的变化,整个实验过程的压强随时间变化如图3。
反应物减少
a. 将注射器A内的NaOH溶液注入瓶中,测量压强直至不再改变(①→④);
b. 取下夹子,将注射器B内的盐酸注入瓶中,测量压强直至不再改变(⑤→⑦);
c. 将两个注射器的活塞都拉回原位,并都用夹子固定,测量压强直至不再改变(⑦之后)。
(4)步骤b加入盐酸后瓶内压强变大,其原因是___________________
____________________(用化学方程式表示)。
(5)★图3能说明NaOH与CO2发生了反应的信息是 _______________
_______________________________ 。
Na2CO3+ 2HCl===
2NaCl + H2O + CO2↑
①→④的压强减
小量明显大于①→⑦ 的压强减小量
【解析】(5)本实验中二氧化碳会溶解在溶液中 ,所以最终的气体压强比注入氢氧化钠溶液前小,表现为①→⑦的压强变化,氢氧化钠溶液和二氧化碳的反应表现为①→④的压强变化 ,①→④的压强减小量明显大于①→⑦的压强减小量 ,说明二氧化碳和氢氧化钠溶液发生了反应。
$$