Question

20．化学反应也有“悄悄”进行的．小明和他的同学对二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应进行了如下探究．
探究一：二氧化碳是否与氢氧化钠发生了化学反应？
将二氧化碳通入盛有氢氧化钠溶液的大试管（如图）．取少量大试管中的液体于另一支试管中，滴加足量的稀盐酸，观察到有气泡产生，证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应；
探究二：反应后大试管中的溶液所含溶质的成分是什么？
【提出猜想】小明认为溶质是Na₂CO₃；小刚认为溶质是Na₂CO₃和NaOH
【查阅资料】CaCl₂溶液呈中性
【实验验证】
小刚为了验证自己的猜想，进行了如下实验，请你补充完整．

实验操作	实验现象	实验结论
①取一定量试管中的溶液于试管中，加入足量CaCl2溶液，过滤；②向滤液滴加适量酚酞试液．	酚酞试液变红	小刚猜想成立

【实验反思】写出二氧化碳与氢氧化钠反应的化学方程式CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
【实验拓展】同学们联想到氢氧化钠与稀硫酸发生中和反应也观察不到明显现象，为了确定其反应是否发生，由同学设计了如下的实验方案：先用pH试纸测定氢氧化钠溶液的pH，然后向其中滴加稀硫酸，边滴加边测定混合溶液的pH．请你分析上述方案中，为什么要“当测定pH小于或等于7时”才可证明发生反应了，其原因是pH小于或等于7时，表明OH^-被消耗，说明酸碱发生了反应．
【总结提高】试设计两种不同方案证明氢氧化钠和稀硫酸确实发生了反应，从实验操作、实验现象和实验结论等方面加以说明．

	实验操作	实验现象	实验结论
方案一	在氢氧化钠溶液中滴加1～2滴酚酞试液，再向其中滴加稀硫酸	酚酞试液由红色变为无色	氢氧化钠和稀硫酸发生了反应．
方案二	在常温的氢氧化钠溶液中滴加同温稀硫酸用温度计测量混合液的温度	混合液温度明显升高

Answer 1

分析 探究一：据氢氧化钠变质会变成碳酸钠，碳酸钠与盐酸反应会产生二氧化碳气体分析；
探究二：【实验验证】既然小刚的猜想正确，说明溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠；溶液中加入足量氯化钙溶液后，其中的碳酸钠与氯化钙反应产生了碳酸钙沉淀和氯化钠，过滤后再滴加酚酞，由于存在氢氧化钠，溶液会变成红色；
【实验反思】根据二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水写出反应的方程式；
【实验拓展】根据硫酸和氢氧化钠溶液的pH值来完成解答；
【总结提高】根据反应时溶液的酸碱性变化或能量变化等设计实验．

解答 解：探究一：由题意知，氢氧化钠已变质，氢氧化钠变质会变成碳酸钠，碳酸钠与盐酸反应会产生二氧化碳气体，故滴加足量的稀盐酸，观察到有气泡冒出；故填：有气泡产生；
探究二：【实验验证】小刚的猜想正确，说明溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠；溶液中加入足量氯化钙溶液后，其中的碳酸钠与氯化钙反应产生了碳酸钙沉淀和氯化钠，过滤后再滴加酚酞，由于存在氢氧化钠，溶液会变成红色；故填：酚酞试液；酚酞试液变红；
【实验反思】二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水；故填：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
【实验拓展】加入稀硫酸也会导致氢氧化钠溶液变稀，而使溶液的pH值变小，所以判断氢氧化钠和稀硫酸反应的现象应该是溶液的pH值小于7或等于7，表明OH^-被消耗，说明酸碱发生了反应；故填：pH小于或等于7时，表明OH^-被消耗，说明酸碱发生了反应；
【总结提高】由于酚酞试液遇到碱性溶液会变成红色，而在中性或酸性溶液中表现为无色，因此可以利用酚酞试液来证明二者的反应或酸碱中和反应会放热，利用温度计测定反应前后溶液温度的变化也能说明酸碱反应；故答案为（合理即可）：

	实验操作	实验现象	实验结论
方案一	在氢氧化钠溶液中滴加1～2滴酚酞试液，再向其中滴加稀硫酸	酚酞试液由红色变为无色	氢氧化钠和稀硫酸发生了反应．
方案二	在常温的氢氧化钠溶液中滴加同温稀硫酸用温度计测量混合液的温度	混合液温度明显升高

点评 此题在以往对中和反应探究考查的基础上又有所拓展，从定量研究的角度对同学们提出了要求，在检验氢氧化钠是否是部分变质与检验是否变质是有区别的，检验变质只需用盐酸就可以了，而检验部分变质，还要检验是否有氢氧化钠，常用氯化钙溶液或是氯化钡溶液来进行检验．