内容正文:
提分专题七 探究无明显现象的反应是否发生[2022.16(5)②]
角度1 验证反应物的减少或消失
方法1 通过对比实验证明(CO2与NaOH溶液的反应)
化学兴趣小组同学们为证明CO2能与NaOH溶液发生反应,分组设计实验方案进行探究。
图1 图2
(1)甲组同学设计如图1所示装置,向充满CO2的A、B两个大小相同的软塑料瓶中分别注入等体积的NaOH溶液和水,立即拧紧瓶塞,振荡,观察到A、B软塑料瓶均变瘪,且A变瘪程度更大 ,证明CO2与NaOH 溶液发生了反应,其中设置B瓶实验的目的是作对比,排除氢氧化钠溶液中水对实验造成的干扰 。
(2)乙组同学想用如图2所示的两组装置进行探究,则需在原实验的基础上再分别增加一个相同的装置,将NaOH溶液换为等体积的水 ,对比现象即可证明二者发生了反应。进行实验时可观察到的现象分别是:A中试管内液面上升 (填“上升”或“下降”);B中气球变大 (填“变大”“变小”或“不变”)。
由题干信息可知CO2能与NaOH溶液发生反应,通过下列步骤进行验证:
方法2 通过加入其他试剂(稀盐酸与NaOH溶液的反应)
稀盐酸与NaOH溶液混合没有明显现象,为证明稀盐酸与氢氧化钠发生了化学反应,化学兴趣小组同学设计了如下实验。
(1)第一组同学:将稀盐酸慢慢滴入含有酚酞的NaOH溶液中,并不断搅拌,溶液颜色的变化是由红色逐渐变为无色 ,证明稀盐酸与NaOH溶液发生了反应。
(2)第二组同学:
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案1
验证NaOH消失:向混合后的溶液中滴加氯化镁溶液
无明显现象
稀盐酸与 NaOH溶液发生了反应
方案2
验证稀盐酸消失:向混合后的溶液中加入铁粉(或碳酸钠溶液等,合理即可)
无明显现象
稀盐酸与NaOH溶液发生了反应
由题干信息可知稀盐酸能与NaOH溶液发生反应,通过下列步骤进行验证:
角度2 验证有新物质生成 (CO2与NaOH溶液的反应)
欲验证CO2与NaOH溶液发生了反应,小明同学取如图所示少量反应后的溶液于A、B、C三支小试管中,进行如下实验,请将实验过程补充完整。
试管编号
实验操作
实验现象
实验结论
A
滴加足量 稀盐酸(或稀硫酸)
产生气泡
CO2与氢氧化钠发生了化学反应
B
滴加足量Ba(OH)2溶液
产生白色沉淀
C
滴加足量BaCl2溶液
由题干信息可知CO2能与NaOH溶液发生反应,通过下列步骤进行验证:
1. (2024泸州)向一集满CO2的集气瓶中放入一片蓝色石蕊试纸,注入适量的蒸馏水,盖上玻璃片,上下振荡,再将其倒置(如图),把手移开,玻璃片没有掉下来。蓝色石蕊试纸在注入蒸馏水并振荡后变红。依据现象一定能得出对应结论的是(C)
A.玻璃片没有掉下,证明瓶内气压大于大气压
B.玻璃片没有掉下,证明CO2与水发生了反应
C.振荡后试纸变红,证明CO2与水反应产生了酸
D.振荡后试纸变红,证明CO2能与石蕊反应变红
2.(2025合肥蜀山区一模)在三颈烧瓶中用排空气法收集一瓶二氧化碳气体,然后将三颈烧瓶与盛有足量盐酸、氢氧化钠溶液的注射器和压强传感器密封连接(如图1)。在t0时快速注入一种溶液,t2时快速注入第二种溶液,测得瓶内压强随时间变化曲线如图2。下列说法不正确的是(D)
图1 图2 图3
A.t0时注入的溶液是氢氧化钠溶液
B.t0~t1的反应可表示为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O
C.t2后烧瓶中出现的现象是:有气泡产生
D.t1前压强减小对应反应前后物质变化的微观示意图如图3所示
3.(2025龙东)化学反应常常伴随一些现象,但有些化学反应没有明显现象。某研究小组以“无明显现象的化学反应能否发生”为主题展开学习。
(1)实验一:取三朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花进行图1实验,该实验证明CO2与H2O发生了反应是根据思维模型① (填序号)。
图1 图2
(2)实验二:图2实验,将注射器中相同体积的氢氧化钠溶液和水同时注入试管中,观察到红墨水的液面左高右低 的现象,说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应。用水作对照实验的目的是排除二氧化碳溶于水的干扰,从而证明二氧化碳能和氢氧化钠发生反应 。
(3)实验三:图3是稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的装置,连接pH传感器测得该反应过程的数据变化情况如图4所示,观察到溶液的pH由大于7变化至小于7,说明溶液中氢氧化钠 (填物质名称)消失,该化学反应的微观实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子(H++OH- H2O) 。
图3 图4
(4)图2和图3实验是根据思维模型② (填序号)证明了反应的发生。
总结提升:通过以上学习,同学们明确了构建和利用模型认识物质变化规律是学习化学的重要方法。
4.(2024合肥庐江县一模)学习酸碱中和反应时,同学们发现稀盐酸与氢氧化钠溶液混合在一起无明显现象,学习小组的同学们对其产生探究兴趣,于是他们分别从不同的角度探究酸碱中和反应。
【探究一】通过溶液的pH和温度变化,证明酸碱发生中和反应
如图1所示,用pH传感器和温度传感器,测定氢氧化钠溶液与稀盐酸反应过程中溶液pH和温度(T)随所加试剂的变化过程,记录变化曲线如图2。
图1 图2
(1)写出稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式:NaOH+HCl NaCl+H2O ,该反应的基本反应类型是复分解反应 。
(2)分析温度变化曲线可知,中和反应是放热 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)从A到B过程中,烧杯中溶液pH逐渐减小,到达C时溶液中的溶质有NaCl、HCl (填化学式)。
【探究二】通过证明有新物质生成,证明酸碱发生中和反应
为验证中和反应有水生成,萌萌同学在老师的指导下,查阅了相关资料,进行如图3所示的三个实验。
已知:①变色硅胶吸水后由蓝色变为红色;②无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水。
甲 乙 丙
图3
(4)证明无水醋酸与氢氧化钠反应有水生成的现象是甲、乙实验中的变色硅胶不变色,丙实验中的变色硅胶由蓝色变为红色 。
(5)实验过程中,观察到丙的U形管内液面左低右高,出现该现象的原因可能是无水醋酸与氢氧化钠反应放出的热量,还有可能的原因是氢氧化钠固体溶于水放热 。
附加问:
【探究三】通过定量探究,证明酸碱发生中和反应
小夏同学取8.0 g 10%的NaOH溶液于烧杯中,再加入一定量的盐酸,搅拌,一段时间后将混合溶液加热蒸干至恒重,称量,记其质量为m。
理论分析:盐酸具有挥发性,NaOH溶液与盐酸若不发生反应,则加热蒸干后,所得固体只有NaOH。
(6)固体质量m的理论取值范围是0.8 g<m≤1.17 g 时,说明NaOH与盐酸发生了化学反应。
(7)小夏同学实验后最终得到固体的质量为0.81 g,其他同学认为该数据不能说明NaOH与盐酸发生了化学反应,其理由是氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,固体的质量也会增加 。
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