Question

16．某兴趣小组同学欲探究NaOH溶液与CO₂气体的反应，设计如图所示实验装置：
（1）若导管a与b连接，将分液漏斗中的NaOH溶液注入锥形瓶，关闭分液漏斗上的活塞，振荡，然后打开导管上的活塞，观察到的实验现象是集气瓶内的水流入锥形瓶中，CO₂与NaOH反应的化学方程式是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）探究反应后锥形瓶内溶液中溶质的成分：
已知Na₂CO₃+H₂O+CO₂═2NaHCO₃
NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O
【提出猜想】Ⅰ．NaOH和Na₂CO₃；Ⅱ．Na₂CO₃；
Ⅲ．NaHCO₃；Ⅳ．Na₂CO₃和NaHCO₃．
【查阅资料】①Ca（OH）₂与Na₂CO₃、NaHCO₃均能反应且有白色沉淀生成；
②CaCl₂与Na₂CO₃能反应且有白色沉淀生成，与NaHCO₃不反应；
③NaHCO₃溶液显碱性，可与酸反应生成CO₂气体．
【设计实验】限选试剂：Ca（OH）₂溶液、CaCl₂溶液、稀盐酸、酚酞试液．

实验操作	实验现象	实验结论
1．取少量反应后溶液于试管中，加入足量的 氯化钙振荡	产生白色沉淀	猜想Ⅲ不成立
2．将操作Ⅰ所得混合物过滤，向滤液中加入足量的 稀盐酸，振荡	有气泡产生	猜想Ⅳ成立

【拓展应用】联想到空气中有CO₂，所以实验室中的氢氧化钠溶液应密封保存．

Answer 1

分析 （1）根据二氧化碳和氢氧化钠反应后气压会减小，造成出现某特定的现象解答；
（2）【提出猜想】根据二氧化碳和氢氧化钠反应时，如果氢氧化钠过量，则溶质是氢氧化钠和碳酸钠；
如果二氧化碳过量，但是不能完全消耗生成的碳酸钠，则溶质是碳酸钠和碳酸氢钠；
如果氢氧化钠和二氧化碳恰好完全反应，则溶质是碳酸钠；
如果二氧化碳过量，并且把碳酸钠完全消耗，则溶质是碳酸氢钠进行分析；
【设计实验】根据①Ca（OH）₂与Na₂CO₃、NaHCO₃均能反应且有白色沉淀生成；
②CaCl₂与Na₂CO₃能反应且有白色沉淀生成，与NaHCO₃不反应；
③NaHCO₃溶液显碱性，可与酸反应生成CO₂气体进行分析；
【拓展应用】根据空气中的二氧化碳会与氢氧化钠反应进行分析．

解答 解：（1）二氧化碳和氢氧化钠反应后气压会减小，集气瓶内的水流入锥形瓶中，CO₂与NaOH反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）【提出猜想】二氧化碳和氢氧化钠反应时，如果氢氧化钠过量，则溶质是氢氧化钠和碳酸钠；
如果二氧化碳过量，但是不能完全消耗生成的碳酸钠，则溶质是碳酸钠和碳酸氢钠；
如果氢氧化钠和二氧化碳恰好完全反应，则溶质是碳酸钠；
如果二氧化碳过量，并且把碳酸钠完全消耗，则溶质是碳酸氢钠，所以猜想II是Na₂CO₃；
因二氧化碳不但能跟氢氧化钠反应，二氧化碳还能溶于水也跟水反应．所以让人产生质疑；
【设计实验】

实验操作	实验现象	实验结论
1．取少量反应后溶液于试管中，加入足量的氯化钙振荡	产生白色沉淀	猜想Ⅲ不成立
2．将操作Ⅰ所得混合物过滤，向滤液中加入足量的稀盐酸，振荡	有气泡产生	猜想Ⅳ成立

【拓展应用】空气中的二氧化碳会与氢氧化钠反应，所以实验室中的氢氧化钠溶液应密封保存．
故答案为：（1）烧杯内的水流入锥形瓶中，2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）【提出猜想】Na₂CO₃；
【设计实验】

实验操作	实验现象	实验结论
1．氯化钙	产生白色沉淀
2．稀盐酸	有气泡产生

【拓展应用】密封．

点评 实验方案的设计和评价，是素质教育对化学实验教学的能力培养目标之一，而能力的考查又逐渐成了中考重点和热点，但是，该内容也是学习难点，应重点练习，养成对实验进行评价我自我设计实验的习惯．