题目内容
【题目】为探究CO2与NaOH溶液发生的反应,某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。
(查阅资料)Ⅰ20。C时,几种物质在水中的溶解度见下表:
物质 | Na2CO3 | NaHCO3 | Ca(OH)2 | Ba(OH)2 |
溶解度 | 21.5 | 9.6 | 0.165 | 3.89 |
Ⅱ本实验条件下,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。
(实验探究)
(1)实验一:小明取一充满CO2的矿泉水瓶,加入一定量的水,立即拧紧瓶盖,振荡,发现瓶子变瘪,小明另取一相同大小的充满CO2的矿泉水瓶,向其中加入与水等体积的NaOH溶液,立即拧紧瓶盖,振荡,得到溶液A,此时观察到的现象是__________。采用两只矿泉水瓶做实验的目的是_______________。
(2)实验二:为检验CO2与NaOH溶液反应的产物,小红取实验一所得溶液A少许,向其中滴加足量的稀盐酸,观察到____________现象,证明反应发生了。
(3)实验三:为检验CO2与NaOH溶液反应的产物,小兵取实验一所得溶液A少许,向其中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,该反应的化学方程式为_________,实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是__________。
(4)实验四:小华取实验一所得溶液A少许,向其中加入过量的BaCl2溶液,振荡,静置,取上层清液,滴入1滴酚酞试液,发现溶液呈___色,证明溶液A中有NaOH剩余。实验中,小华没有直接向少量溶液A中滴入酚酞试液,理由是_________________。
(5)实验四:兴趣小组CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中,用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化,结果如图1、图2所示。
图1中,BC段发生反应的化学方程式为__________________。
图2中,DE段温度变化的原因是___________________。
(反思感悟)(5)实验从CO2减少、NaOH减少,Na2CO3生成等物质的变化,以及____________变化等视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应,对于现象不明显的化学反应,可以通过现代技术手段进行数据测定,实现反应过程的“可视化”。
【答案】倒入NaOH溶液的塑料瓶比倒入水的塑料瓶瘪 对比 有气泡产生 Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl 因为如果氢氧化钠溶液有剩余,形成的氢氧化钙微溶于水,也会有白色沉淀 红 氢氧化钠和碳酸钠溶液都显碱性,都能使酚酞试液变红 CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3 二氧化碳与氢氧化钠反应放热 pH和温度
【解析】
(1)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,所以实验一,观察到的现象是:倒入NaOH溶液的塑料瓶比倒入水的塑料瓶瘪;实验中,采用两只矿泉水瓶做实验的目的是:对比,验证二氧化碳能和氢氧化钠反应;
(2)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠能与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体,所以取实验一所得溶液A少许,向其中滴加足量的稀盐酸,观察到有气泡产生,证明反应发生了;
(3)实验中,碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠,化学方程式为:Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl;实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是:因为如果氢氧化钠溶液有剩余,形成的氢氧化钙微溶于水,也会有白色沉淀;
(4)取实验一所得溶液X少许,向其中加入过量的BaCl2溶液,振荡,静置,取上层清液,滴入1滴酚酞试液,发现溶液呈红色,证明溶液X中有NaOH剩余;实验中,小华没有直接向少量溶液X中滴入酚酞试液,理由是:碳酸钠溶液显碱性;
附加分:若正确回答下列小题,将获得(3分)的奖励,但化学试卷总分不超过4(0分)。
(5)实验四,图1中,BC段发生的反应是二氧化碳和碳酸钠和水反应生成碳酸氢钠,化学方程式为:CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3;
图2中,DE段温度变化的原因是:二氧化碳与氢氧化钠反应放热;
(6)实验从CO2减少、NaOH减少,Na2CO3生成等物质的变化,以及pH、温度变化等视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应,对于现象不明显的化学反应,可以通过现代技术手段进行数据测定,实现反应过程的“可视化”。
【题目】我国制碱工业的先驱——侯德榜成功探索和改进了制碱方法。下表为部分物质的溶解度。
温度/°C | 10 | 20 | 30 | 40 | |
溶解度/g | Na2CO3 | 12.2 | 21.8 | 39.7 | 48.8 |
NaCl | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 | |
NaHCO3 | 8.2 | 9.6 | 11.1 | 12.7 |
(1)10°C ~40°C,溶解度随温度变化最小的物质为_____(填名称)。
(2)将等质量的三种表中物质的饱和溶液从40°C降温至20°C,所得溶液中溶质的质量分数由大到小的顺序是_____________(用化学式表示)。
(3)制碱原理:向饱和NaCl溶液中通入足量NH3和CO2生成NaHCO3固体和NH4Cl,NaHCO3加热分解制得纯碱。
I .生成NaHCO3的化学方程式为___。
II .结合上表,NaHCO3固体结晶析出的原因可能有___(填字母序号)。
A 同温下NaHCO3溶解度小于NaCl
B 溶剂质量减少
C 生成的NaHCO3质量大于消耗的NaCl质量