Question

3．某小组在学习“二氧化碳与氢氧化钠溶液反应”时，进行了如下探究
【提出问题】二氧化碳是与氢氧化钠反应，还是微溶于水中？
【查阅资料】①15℃时，101KPa时，二氧化碳的溶解度如表；

溶剂	水	酒精
1 溶解度	1.0	0.3

②15℃时，在酒精中，氢氧化钠易溶，碳酸钠微溶．
③通常情况下，稀溶液的体积约等于溶剂的体积．
【实验设计】在15℃、101KPa时，制取二氧化碳并用于实验甲、实验乙．
【分析与表达】
（1）如果二氧化碳与氢氧化钠反应，化学方程式是CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，那么氢氧化钠应密封保存．
（2）实验前，两套装置都进行了气密性检查．实验乙装置气密性检查的方法是将注射器活塞往外拉出一段（或者往里推一段），一会儿后观察其是否回到远处．若回到远处，则气密性良好．
（3）实验甲中，同时滴入等体积的水和氢氧化钠溶液后的现象是红墨水液面左边降低，右边升高，最终右边高于左边．
（4）实验乙中，将氢氧化钠溶液完全滴入锥形瓶中，注射器活塞会自动向内移动并将酒精推入锥形瓶中，还可能观察到的现象是生成白色浑浊或者沉淀．
（5）实验乙结束后，注射器中酒精体积为20mL，则锥形瓶和胶头滴管中剩余的二氧化碳体积为14mL，与氢氧化钠反应的二氧化碳体积为63mL．

Answer 1

分析 （1）根据氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水进行分析；
（2）由于注射器摩擦力很小，且装置本身就是密闭体系，所以推拉注射器活塞后装置气密性良好的情况下都能回到原位置；
（3）根据氢氧化钠会与二氧化碳反应，二氧化碳会与水反应，但是二氧化碳与氢氧化钠溶液反应后，压强的变化幅度大进行分析；
（4）根据氢氧化钠与二氧化碳反应后装置内的压强减少速度快，但是碳酸钠在酒精中是微溶的进行分析；
（5）根据二氧化碳在酒精中的溶解度是0.3，在水中的溶解度为1进行分析；

解答 解：首先要明确气体的溶解度是体积而不是质量，是单位体积的溶剂溶解的气体的体积．
（1）氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，所以氢氧化钠应密封保存；
（2）实验前，两套装置都进行了气密性检查．实验乙装置气密性检查的方法是 将注射器活塞往外拉出一段（或者往里推一段），一会儿后观察其是否回到远处．若回到远处，则气密性良好（其他合理也可）
（3）氢氧化钠会与二氧化碳反应，二氧化碳会与水反应，但是二氧化碳与氢氧化钠溶液反应后，压强的变化幅度大，所以实验甲中，同时滴入等体积的水和氢氧化钠溶液后的现象是：右侧液面升高，左侧液面下降，一段时间后，右侧液面缓慢下降，左侧上升，右侧液面仍高于左侧；
（4）氢氧化钠与二氧化碳反应后装置内的压强减少速度快，但是碳酸钠在酒精中是微溶的，所以将氢氧化钠完全滴入锥形瓶中，注射器会自动向内移动并将酒精推入锥形瓶，实验乙中，还可能观察到的现象是在锥形瓶中观察到白色浑浊或者沉淀；
（5）锥形瓶加上胶头滴管总体积为121mL，由于右侧进入的酒精的体积为100mL，而挤压后胶头滴管中的7mL氢氧化钠溶液也进入了锥形瓶，所以锥形瓶和胶头滴管内液体总计7mL+100mL=107mL，而锥形瓶加上胶头滴管总体积为121mL，所以剩余的二氧化碳的体积为121mL-107mL=14mL．溶液在氢氧化钠溶液中的水的二氧化碳的质量为7mL×1=7mL．溶解在酒精中的二氧化碳体积为100mL×0.3=30mL，所以和氢氧化钠反应的二氧化碳的体积为114mL-14mL（剩余的）-7mL（溶解于水的）-30mL（溶解于酒精的）=63mL．
故答案为：
（1）CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O； 密封；
（2）将注射器活塞往外拉出一段（或者往里推一段），一会儿后观察其是否回到远处．若回到远处，则气密性良好（其他合理即可）．
（3）红墨水液面左边降低，右边升高，最终右边高于左边．
（4）生成白色浑浊或者沉淀．
（5）14；63．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中的提示进行解答，本题难度较大．