内容正文:
微专题7 无明显现象反应的探究
【专题归纳】
一、酸与碱反应的探究
方法一:借助酸碱指示剂检验反应物是否消失(以向氢氧化钠溶液中加入足量稀盐酸为例)。
先向一定量的氢氧化钠溶液中滴加几滴无色酚酞溶液,溶液颜色变为红色;然后逐滴滴加稀盐酸,观察到溶液红色逐渐消失,说明溶液中的氢氧化钠消失,即氢氧化钠与稀盐酸发生了反应。
方法二:向实验后的溶液中加入试剂检验反应物是否消失(以向稀盐酸中加入足量氢氧化钠溶液为例)。
向一定量的稀盐酸中滴加足量氢氧化钠溶液,然后取样,向样品溶液中加入活泼金属或碳酸盐,观察到无气泡产生,即氢氧化钠与稀盐酸发生了反应。
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方法三:借助传感器测得反应过程中溶液的pH或温度变化。
甲 乙
图甲是将酸加入碱溶液中,pH=7时,酸与碱恰好完全反应;图乙中V的数值接近图甲中的数值12。
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二、NaOH和CO2反应的探究
1.反应原理:2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O。
2.实验分析:此反应没有明显的实验现象,与前面学习的中和反应NaOH+HCl NaCl
+H2O相似,需要借助加入其他试剂或一些实验装置来确定它们之间的反应。
3.检验NaOH和CO2是否反应的方法
(1)向待测液中滴加足量的稀盐酸,若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,可证明碳酸钠的存在,原理:Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑。
注意:加入稀盐酸的量必须足量,如果加入的量太少,如加入几滴稀盐酸,可能也不会出现明显现象,因为稀盐酸要先与可能剩余的NaOH反应,再与碳酸钠反应。
(2)向待测液中滴加氢氧化钡或氯化钙溶液有白色沉淀产生,证明NaOH和CO2已经反应,原理:Na2CO3+Ba(OH)2 BaCO3↓+2NaOH或Na2CO3+CaCl2 CaCO3↓+2NaCl。
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(3)借助实验装置进行实验(如下图所示几组实验设计):
探究角度 实验装置图 实验现象
证明反应物减少或消失 试管中液面上升
气球胀大
U形管中液面左高右低
水倒吸进入圆底烧瓶
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续表
探究角度 实验装置图 实验现象
证明反应物减少或消失
去壳熟鸡蛋吸入锥形瓶
软塑料瓶变瘪
注意点:由于氢氧化钠溶液是氢氧化钠和水的混合物,而CO2溶于水也会有类似现象,产生干扰,故应设计对比实验排除干扰。
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三、二氧化碳和水反应的探究
方法:借助酸碱指示剂,通过无水和有水两种不同状况下分别通入CO2的对比实验产生的不同现象,证明二氧化碳与水发生化学反应生成酸性物质。
将纯净、干燥的二氧化碳从左到右通过图示装置,观察到干燥的紫色石蕊纸花不变色,湿润的紫色石蕊纸花变成红色。说明二氧化碳不能使紫色石蕊变红,紫色石蕊变红的原因是CO2+H2O H2CO3。
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【专题精练】
1.化学课堂上学生探究了如图所示的两个实验:
图1 图2
(1)图1实验中,使紫色干花(用石蕊溶液浸泡过)变红的物质是 (填化学式)。
(2)图2实验中,滴入氢氧化钠浓溶液后,可观察到的实验现象是 ,
发生反应的化学方程式是 。
H2CO3
气球鼓起(变大)
CO2+2NaOH Na2CO3+H2O
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2.某兴趣小组同学为探究CO2和NaOH是否发生了化学反应,小明设计了如图所示的三个实验,验证CO2和NaOH是否发生了化学反应。
(1)振荡实验A中的软塑料瓶,观察到的现象为 。
(2)实验B图1中先后将溶液快速全部推入,测得一段时间内压强变化如图2所示。先推入的溶液是 ;图2曲线ab段压强降低的主要原因是
。
塑料瓶变瘪
氢氧化钠溶液
二氧化碳与氢氧化钠
溶液反应,使装置内压强变小
(3)实验B图2中曲线bc段压强不变,因为 ;曲线cd段发生反应的化学方程式为 。
(4)小明向实验A中变瘪的塑料瓶中滴加氯化钙溶液,观察到的现象为 ,
可以验证CO2和NaOH发生了化学反应。
氢氧化钠溶液与二氧化碳充分反应,反应停止
Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑
溶液变浑浊
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3.(2024保定模拟)学习二氧化碳性质时,将二氧化碳通入水中没有明显的现象,同学们对“二氧化碳溶于水是否与水反应”进行实验探究,请你参与探究。
【提出猜想】猜想一:二氧化碳不与水反应
猜想二:二氧化碳能与水发生反应
【实验设计】用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥纸花设计如图所示实验,①处纸花滴加醋酸,③处纸花滴加水,④为干燥纸花
(1)①处的现象为 ,据此现象证明酸能使紫色石蕊溶液变色。
(2)为使实验能得出正确的结论,②处应加的物质是 。
(3)通过对比实验 可证明,二氧化碳能与水发生反应,反应的化学方程式为
。
【实验反思】实验结束后,将四朵小花分别加热一段时间,发现 (填纸花序号)颜色变为紫色,由此可推断,碳酸受热易分解。
【拓展迁移】在拧开碳酸饮料瓶盖时会有气泡溢出,说明压强减小时,二氧化碳在水中的溶解度 (填“减小”或“增大”)。
纸花变红
水
②③④
CO2+H2O H2CO3
③
减小
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4.(2024沧州模拟)某班同学在做“某些酸、碱、盐之间是否发生反应”的探究实验时发现,酸、碱之间的反应,往往没有明显的现象。那么如何判断酸、碱发生了化学反应呢?
【提出问题】如何判断酸、碱溶液发生了化学反应?
【实验试剂】一定质量分数的稀盐酸、一定质量分数的氢氧化钠溶液(稀)、酚酞溶液、蒸馏水
【实验探究】
(1)甲小组在烧杯中加入50 mL氢氧化钠溶液,滴入几滴酚酞溶液,用滴管慢慢滴入稀盐酸,发现 (填现象),证明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生了化学反应,该反应的化学方程式为 。
溶液先变为红色,后逐渐变为无色
NaOH+HCl NaCl+H2O
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(2)乙小组进行了以下三个实验,并用温度传感器测定实验过程中的温度变化情况,得到了如下图所示的三条曲线。
实验1:50 mL稀盐酸与50 mL氢氧化钠溶液混合(曲线a);
实验2:50 mL稀盐酸与50 mL蒸馏水混合(曲线b);
实验3:50 mL氢氧化钠溶液与50 mL蒸馏水混合(曲线c)。
结合实验目的分析,增加实验2、实验3的目的是 。
对比三条曲线,可以得到如下结论:①氢氧化钠溶液和稀盐酸一定发生了化学反应;②酸碱中和反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
【交流与反思】
(3)甲小组认为,通过实验探究(2)得出“中和反应是放热反应”的结论不严谨,应该补充
。
做对比实验,证明酸碱中和反应放热
放热
一个与实验探究(2)同方案的其他酸和碱的中和反应实验
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