Question

13．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向滤液中滴加适量酚酞试液	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；
（注意：若答对以下小题将奖励4分，但全卷总分不超过60分）
【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			氢氧化钠和稀硫酸发生了反应
方案二

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．