题目内容
【题目】某实验小组同学在向饱和碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸时,开始时未观察到气泡。
(提出问题)开始时为什么没有出现气泡?
(查阅资料)碳酸钠溶液与稀盐酸的反应分两步进行:其中第一步反应的化学方程式为Na2CO3+ HCl ═NaCl + NaHCO3,第二步为碳酸氢钠与盐酸反应。
(进行实验一)同学们设计并进行了如下图所示实验(装置气密性良好)。
实验 | 操作 | 现象 |
1 | 用注射器1向小药瓶中缓慢注入少量的稀盐酸,边注入边振荡 | 细玻璃管中液柱略微升高 |
换注射器2从瓶中缓慢抽取气体 | 澄清石灰水无明显变化 | |
2 | 用注射器1向小药瓶中继续注入稀盐酸至较多气泡产生 | ________ |
________ | 澄清石灰水变浑浊 |
(1)澄清石灰水变浑浊的化学方程式为____。
(2)实验2中①的现象是____。
(3)实验2中②的操作是____。
(4)细玻璃管在实验中的主要作用是____。
(进行实验二)在老师的帮助下,同学们利用pH传感器对相同浓度的碳酸钠溶液(pH为12)、碳酸氢钠溶液(pH为8.2)与盐酸反应时,pH的变化与盐酸体积的关系进行了测定,并做了如下所示的对比图:
(5)在AB段,溶液中的溶质有____。
(6)分析图表,充分体现碳酸钠与稀盐酸第二步反应的是_______段。
(反思与评价)
(7)若将碳酸钠溶液逐滴滴加到盐酸中,出现的现象是____。
【答案】Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O 细玻璃管中液柱明显升高 换注射器2从瓶中缓慢抽取气体 细玻璃管调节小药瓶内的气压,防止瓶内气压过大时瓶塞弹出;显示小药瓶内、外的压强差,帮助判断瓶中是否有气体生成 碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠 CD 立即产生气泡
【解析】
解:(1)澄清石灰水变浑浊是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,发生反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;
(2)由于碳酸氢钠遇盐酸立即生成大量二氧化碳气体,导致密闭装置内压强增大,广口瓶内液体被压入细玻璃管中,致使细玻璃管中液柱明显升高;
(3)为了验证碳酸氢钠与稀盐酸反应有大量二氧化碳生成,需用注射器2从瓶中缓慢抽取气体,使其与澄清石灰石反应进行验证;
(4)由于反应产生大量的二氧化碳可能会产生过大的气压,会把瓶塞弹出,细玻璃管与大气相连,瓶内的气体会把部分液体压入玻璃管内,从而起到缓冲的作用,也可以通过液柱的上升,说明有气体的生成;
(5)AB段溶液pH略微下降,碱性减弱,说明此时碳酸钠被稀盐酸部分转化生成碳酸氢钠,反应的化学方程式为:Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl,因此此时溶液中的溶质包括:碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠;
(6)CD段pH由碱性变成酸性,有大量气泡产生,说明此时碳酸氢钠已与稀盐酸发生反应,反应的化学方程式为:NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑;
(7)结合上述探究过程不难发现,将将碳酸钠溶液逐滴滴加到盐酸中,二者立刻反应生成二氧化碳气体,将会出现的现象是立即产生气泡。