Question

8．老师带领五班的同学们探究CO₂与碱的反应，请你一同参与．

Ⅰ．同学们用如图1所示装置进行实验，验证CO₂与NaOH、Ca（OH）₂都能发生反应．
（1）分别向甲、乙两个瓶中注入少量、等体积的两种溶液，观察实验现象．甲中反应的化学方程式是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．说明CO₂能与Ca（OH）₂反应的实验现象是氢氧化钙溶液变浑浊．
（2）下列实验现象中，一定能说明“CO₂与NaOH发生了化学反应”的是bc（填序号）．
a．U型管中红墨水左低右高       b．U型管中红墨水左高右低       c．U型管中红墨水液面没有发生改变．
Ⅱ．博宇在另外的实验中，向石灰水中通入二氧化碳（如图2所示），出现了意想不到的现象；有的石灰水未变浑浊；有的出现浑浊后又变澄清（沉淀消失）．
【提出问题】实验中，出现意想不到现象的原因是什么呢？
【猜想与假设】
a．石灰水未变浑浊，是因为二氧化碳中混有少量氯化氢气体．
b．石灰水未变浑浊，是因为石灰水的浓度太小，或通入二氧化碳气体太少．
c．石灰水出现浑浊后又变澄清，与石灰水的浓度、通入二氧化碳的时间有关．
【进行实验】如图3，①所用盐酸与分组实验相同；②CO₂在饱和NaHCO₃溶液中的溶解度非常小．
步骤1：分别取一定体积的饱和澄清石灰水与一定体积的蒸馏水混合配制成50mL溶液．
步骤2：分别向50mL溶液中通入一段时间的二氧化碳，记录现象．

实验序号	V饱和石灰水/mL	V蒸馏水/mL	出现现象所需时间/s
			开始浑浊	明显浑浊	沉淀减少	是否澄清
①	50	0	19	56	366	持续通入CO28min以上，沉淀不能完全消失
③	30	20	25	44	128
④	20	30	27	35	67	89s后完全澄清
⑤	10	40	通3min以上，均无明显现象

【解释与结论】
（1）实验中，所用石灰水为饱和溶液的是①（填实验序号）．
（2）饱和NaHCO₃溶液的作用是除去氯化氢气体．
（3）通过实验分析，猜想a不成立（填“成立”或“不成立”），
【反思与评价】
（4）向澄清的石灰水中通入二氧化碳，为避免出现“意想不到的现象”，你的建议所用石灰水的浓度不能太小，通入二氧化碳的时间不能太短，也不能太长．

Answer 1

分析 Ⅰ．氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
相同条件下，氢氧化钠的溶解度比氢氧化钙的溶解度大；
Ⅱ．根据实验现象可以判断相关方面的问题；
碳酸氢钠能和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳．

解答 解：Ⅰ．（1）甲中氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式是：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
说明CO₂能与Ca（OH）₂反应的实验现象是氢氧化钙溶液变浑浊．
故填：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；氢氧化钙溶液变浑浊．
（2）如果二氧化碳和氢氧化钠、氢氧化钙发生了化学反应，二氧化碳完全反应时，U型管中红墨水液面没有发生改变，如果甲中的二氧化碳完全反应，乙中的二氧化碳没有完全反应，则U型管中红墨水左高右低，如果甲中的二氧化碳不能和氢氧化钠反应，乙中的二氧化碳和氢氧化钙反应，则U型管中红墨水左低右高．
故填：bc．
Ⅱ．【猜想与假设】
a．石灰水未变浑浊，是因为二氧化碳中混有少量氯化氢气体．
b．石灰水未变浑浊，是因为石灰水的浓度太小，或通入二氧化碳气体太少．
c．石灰水出现浑浊后又变澄清，与石灰水的浓度、通入二氧化碳的时间有关．
故填：石灰水的浓度太小，或通入二氧化碳气体太少．
【解释与结论】
（1）实验中，所用石灰水为饱和溶液的是①．
故填：①．
（2）饱和NaHCO₃溶液的作用是除去氯化氢气体．
故填：除去氯化氢气体．
（3）通过实验分析可知⑤中通3min以上，均无明显现象，因此猜想a 不成立．
故填：不成立．
【反思与评价】
（4）由①③④可知，通入二氧化碳的时间小于19s时，不出现沉淀，由④可知，通入二氧化碳时间超过89s时，沉淀消失，因此向澄清的石灰水中通入二氧化碳，为避免出现“意想不到的现象”，所用石灰水的浓度不能太小，通入二氧化碳的时间不能太短，也不能太长．
故填：所用石灰水的浓度不能太小，通入二氧化碳的时间不能太短，也不能太长．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．