题目内容

在研究氢氧化钠与二氧化碳的反应时,老师将二氧化碳通入无色的氢氧化钠溶液中,一段时间后,溶液仍为无色,于是同学们认为氢氧化钠溶液与二氧化碳不反应.他们的结论是否正确?你能设计出证明氢氧化钠溶液与二氧化碳反应的实验吗?

答案:
解析:

  解答:结论错误.设计证明氢氧化钠溶液与二氧化碳反应实验如下:

  (1)实验证明溶液中有碳酸根的存在.向得到的溶液中加入稀盐酸,并将产生的气体通入澄清的石灰水中,如果石灰水变浑浊,说明有碳酸根存在,氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了化学反应.

  (2)设计如下实验证明二氧化碳气体减少.原理:容器中气体减少压强变小,产生负压.图A喷泉实验:用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液,烧瓶中收集一瓶二氧化碳,反应后打开止水夹,烧杯中水被压进烧瓶中,形成喷泉.B图用可乐瓶(或易拉罐)收集一瓶二氧化碳,加入氢氧化钠振荡后,可乐瓶(或易拉罐)被压瘪,证明发生了反应.

  图C所示瓶中气球被充大.图D的集气瓶中充满二氧化碳,倒入氢氧化钠溶液,迅速盖上玻璃片振荡,倒置后在外界大气压的作用下玻璃片掉不下来.

  (3)利用碳酸钠在水及酒精中的溶解性不同,将氢氧化钠放在酒精中配制成溶液,通入二氧化碳,生成的碳酸钠不溶于酒精而产生浑浊现象,说明发生了反应.

  分析:在一些化学反应中反应物与生成物颜色状态变化不明显,氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠即为一例.氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液均为无色溶液,不能因为看不到明显的实验现象就得出反应没有发生的结论.化学反应是否发生要看变化中是否有新物质生成.可以检验溶液中有无新物质生成,进而证明氢氧化钠溶液是否与二氧化碳发生了反应.也可根据此反应的反应物之一是气体,气体减少压强变小,设计实验验证反应的发生.


练习册系列答案
相关题目
(2012?怀柔区二模)某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应,从不同角度设计了如下实验方案,并进行实验.
方案一:先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加盐酸,并不断振荡溶液,同时测定混合溶液的pH,如果测得的pH逐渐变小且小于7,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应.
(1)用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作是:
将PH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液滴在试纸上,将试纸颜色与比色卡对照读出pH
将PH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液滴在试纸上,将试纸颜色与比色卡对照读出pH

(2)简述强调“测得的pH小于7”的理由:
盐酸过量,这时溶液呈酸性,溶液的pH小于7
盐酸过量,这时溶液呈酸性,溶液的pH小于7

方案二:先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液,溶液显红色,然后再滴加盐酸,可观察到红色逐渐消失,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应.
该组同学在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液时,发现了一个意外现象:氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液变成了红色,过了一会儿红色就消失了.该小组对这种意外现象的原因作了如下猜想:
①可能是酚酞溶液与空气中的氧气反应,使红色消失;
②可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应,使红色消失.
(1)为验证猜想①,该组同学做了如下实验:将配制的氢氧化钠溶液加热,并在液面上方滴一些植物油,然后在冷却后的溶液中滴入酚酞溶液.实验中“加热”和“滴入植物油”目的是
除氧和隔氧
除氧和隔氧
.实验结果表明酚酞溶液红色消失与空气中的氧气无关.
(2)为验证猜想②,该组同学做了如下实验:取了一定量的Na2CO3溶液,在其中滴入酚酞溶液,发现溶液也呈现红色,由此可得出以下两点结论:
结论1:说明Na2CO3溶液呈
性;
结论2:说明酚酞溶液红色消失与空气中的二氧化碳无关.
(3)该小组同学通过查阅资料得知:当氢氧化钠溶液浓度很大时,就会出现上述意外现象.请设计实验证明该方案中取用的NaOH溶液浓度过大:①实验方法
向氢氧化钠溶液中滴几滴酚酞试液,可观察到溶液先变红色,过一会红色消失,再向溶液中加入水进行稀释,观察现象
向氢氧化钠溶液中滴几滴酚酞试液,可观察到溶液先变红色,过一会红色消失,再向溶液中加入水进行稀释,观察现象
,②观察到的现象
溶液呈红色不消失.
溶液呈红色不消失.

方案三:化学反应中通常伴随有能量的变化,可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生.如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化,则证明发生了化学反应.
该组同学将不同浓度的盐酸和NaOH溶液各10mL混合,用温度计测定室温下混合前后温度的变化,并记录了每次混合前后温度的升高值△t(如下表).
编号 盐酸 NaOH溶液 △t/℃
1 3.65% 2.00% 3.5
2 3.65% 4.00% x
3 7.30% 8.00% 14
(1)表中x=
7
7

(2)某同学在没使用温度计的情况下,通过如图1所示装置完成了实验.则该同学根据
U型管中液面左低右高
U型管中液面左低右高
判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应.

(3)关于实验中的细节和意外情况:
①实验中,稀盐酸必须用胶头滴管逐滴滴加,这样做的目的是
防止稀盐酸过量
防止稀盐酸过量

②实验过程中,要用玻璃棒不断搅拌,这样做的目的是
使反应充分
使反应充分

③在实验过程中意外发现有气泡出现,你认为原因是
氢氧化钠溶液中含有碳酸钠
氢氧化钠溶液中含有碳酸钠

④发现盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末.他们依据所学的化学知识,对这种白色粉末的成分作了如下猜想:①可能是NaOH;你认为:②可能是
Na2CO3
Na2CO3
; ③可能是
NaOH与Na2CO3的混合物
NaOH与Na2CO3的混合物

(4)为了进一步研究实验中出现的问题,取了13.3g氢氧化钠固体样品加适量的水配成溶液,向其中加入200g10%的稀盐酸,使其充分反应,生成二氧化碳2.2g.求:
(1)样品中氢氧化钠的质量;
(2)和氢氧化钠反应的盐酸的质量;
(3)在图2中画出以纵坐标表示二氧化碳质量,横坐标表示盐酸的质量的关系图.(已知Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑)
探究一:工业铁红的主要成分是Fe2O3,还含有少量的FeO、Fe3O4.某兴趣小组用草酸晶体制取CO,并进行了如下图所示实验.

试回答:
【查阅资料】草酸晶体(H2C2O4?3H2O)在浓H2SO4作用下受热分解生成CO2和CO.
(1)实验前应先
检查装置的气密性
检查装置的气密性

(2)进入D中的气体是纯净、干燥的CO,则A中试剂是
c
c
、C中的试剂是
a
a
(填字母编号).
a.浓硫酸         b.澄清的石灰水        c.氢氧化钠溶液
(3)F装置的作用是
防止空气中二氧化碳、水蒸气进入E装置中
防止空气中二氧化碳、水蒸气进入E装置中

(4)某同学认为图示装置有不足之处,改进的方法是
在F后用酒精灯点燃
在F后用酒精灯点燃

探究二:精还原铁粉是一种重要的化工原料,某兴趣小组对其进行下列研究:
【物质制备】利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下:

粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe3C杂质,可用氢气在高温下进一步还原,其反应方程式为FexOy+y H2
 高温 
.
 
x Fe+y H2O,Fe3C+2H2
 高温 
.
 
3Fe+CH4
(1)写出焙烧中氧化铁与CO反应的化学方程式:
Fe2O3+3CO
 高温 
.
 
2Fe+3CO2
Fe2O3+3CO
 高温 
.
 
2Fe+3CO2

(2)焙烧中加焦炭的作用除了可以生成CO外,还能
提供热量
提供热量

【含量测定】为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数,按如下装置进行实验.

已知3CH4+4Fe2O3
 高温 
.
 
3CO2+6H2O+8Fe(假设每步反应都完全,且不考虑装置内原有空气对测定结果的影响).
(3)主要实验步骤如下:
①按顺序组装仪器,检查装置的气密性,称量样品和必要装置的质量;
②点燃A处酒精灯;
③缓缓通入纯净干燥的H2
④点燃C处酒精灯;
⑤分别熄灭A处、C处酒精灯;
⑥再缓缓通入少量H2
⑦再次称量必要装置的质量.
操作的先后顺序是①→③→
B
B
→⑤→⑥→⑦(填字母)
A.②→④B.④→②
(4)步骤③的目的是
除去装置内的氧气,防止发生爆炸
除去装置内的氧气,防止发生爆炸
,验证该步骤目的达到的实验方法是
收集尾气靠近燃着的酒精灯,听声音
收集尾气靠近燃着的酒精灯,听声音

(5)若缺少装置D,则所测氧元素的质量分数将
不变
不变
(填“偏大’’“偏小“或“不变“,下同).
(6)粗还原铁粉样品的质量为20.000g,装置B、E分别增重0.360g和0.440g,则计算样品出中碳元素的质量分数是
0.6%
0.6%
,氧元素的质量分数是
1.6%
1.6%
.(无需计算过程).

探究一:工业铁红的主要成分是Fe2O3,还含有少量的FeO、Fe3O4.某兴趣小组用草酸晶体制取CO,并进行了如下图所示实验.

试回答:
【查阅资料】草酸晶体(H2C2O4?3H2O)在浓H2SO4作用下受热分解生成CO2和CO.
(1)实验前应先______.
(2)进入D中的气体是纯净、干燥的CO,则A中试剂是______、C中的试剂是______(填字母编号).
a.浓硫酸     b.澄清的石灰水    c.氢氧化钠溶液
(3)F装置的作用是______.
(4)某同学认为图示装置有不足之处,改进的方法是______.
探究二:精还原铁粉是一种重要的化工原料,某兴趣小组对其进行下列研究:
【物质制备】利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下:

粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe3C杂质,可用氢气在高温下进一步还原,其反应方程式为FexOy+y H2数学公式x Fe+y H2O,Fe3C+2H2数学公式3Fe+CH4
(1)写出焙烧中氧化铁与CO反应的化学方程式:______.
(2)焙烧中加焦炭的作用除了可以生成CO外,还能______.
【含量测定】为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数,按如下装置进行实验.

已知3CH4+4Fe2O3数学公式3CO2+6H2O+8Fe(假设每步反应都完全,且不考虑装置内原有空气对测定结果的影响).
(3)主要实验步骤如下:
①按顺序组装仪器,检查装置的气密性,称量样品和必要装置的质量;
②点燃A处酒精灯;
③缓缓通入纯净干燥的H2
④点燃C处酒精灯;
⑤分别熄灭A处、C处酒精灯;
⑥再缓缓通入少量H2
⑦再次称量必要装置的质量.
操作的先后顺序是①→③→______→⑤→⑥→⑦(填字母)
A.②→④B.④→②
(4)步骤③的目的是______,验证该步骤目的达到的实验方法是______;
(5)若缺少装置D,则所测氧元素的质量分数将______(填“偏大’’“偏小“或“不变“,下同).
(6)粗还原铁粉样品的质量为20.000g,装置B、E分别增重0.360g和0.440g,则计算样品出中碳元素的质量分数是______,氧元素的质量分数是______.(无需计算过程).

探究一:工业铁红的主要成分是Fe2O3,还含有少量的FeO、Fe3O4。某兴趣小组用草酸晶 体制取CO,并进行了如下图所示实验。试回答:
【查阅资料】草酸晶体(H2C2O4?3H2O)在浓H2SO4作用下受热分解生成CO2和CO。
(1)实验前应先          。  
(2)进入D中的气体是纯净、干燥的CO,则A中试剂是____、C中的试剂是___(填字母编号)。
a.浓硫酸         
b.澄清的石灰水        
c.氢氧化钠溶液   
(3)F装置的作用是          。     
(4)某同学认为图示装置有不足之处,改进的方法是          
探究二:精还原铁粉是一种重要的化工原料,某兴趣小组对其进行下列研究:
【物质制备】利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下:
粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe3C 杂质,可用氢气在高温下进一步还原,其反应方程式为FexOy + y H2x Fe + y H2O,Fe3C + 2H23 Fe + CH4
(1)写出焙烧中氧化铁与CO反应的化学方程式:          
(2)焙烧中加焦炭的作用除了可以生成CO外,还能          
【含量测定】为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数,按如下装置进行实验。已知3 CH4 + 4 Fe2O33 CO2 + 6H2O + 8 Fe(假设每步反应都完全,且不考虑装置内原有空气对测定结果的影响)。
(3)主要实验步骤如下:
①  按顺序组装仪器,检查装置的气密性,称量样品和必要装置的质量;
②  点燃A 处酒精灯;
③  缓缓通入纯净干燥的H2
④  点燃C 处酒精灯;
⑤  分别熄灭A 处、C 处酒精灯;
⑥  再缓缓通入少量H2
⑦  再次称量必要装置的质量。
操作的先后顺序是①→③→        →⑤→⑥→⑦( 填字母)
A.②→④                 B.④→②
(4)步骤③的目的是          ,验证该步骤目的达到的实验方法是          
(5)若缺少装置D,则所测氧元素的质量分数将          (填“偏大’’“偏小"或“不变")。
(6)粗还原铁粉样品的质量为20.000 g,装置B、E分别增重0.360 g和0.440 g,则计算样品出中碳元素的质量分数是        ,氧元素的质量分数是       

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