Question

3．在化学课上，老师将CO₂分别通入澄清的石灰水和NaOH溶液中，我们观察到前者变浑浊，后者无明显现象．CO₂和NaOH是否确实发生了化学反应？
（1）设计了甲、乙两个实验装置来验证，如图所示，实验现象为：甲--软塑料瓶变瘪，乙--“瓶吞鸡蛋”．
小虎同学认为上述实验是可行的，其共同原理是在密闭的体系里消耗CO₂，使气体压强减小．
小光同学却对此提出了质疑，他认为以上的实验不严谨，若仍利用甲装置，需要补做的对比实验是取一个与甲装置同样大小和质地的软塑料瓶，充满CO₂后，注入与NaOH溶液体积相同的水，振荡，比较瓶子变瘪的程度．
（2）小余同学认为可利用与上述实验不同的原理，设计如下实验方案，我来帮他完成：

	实验步骤和方法	实验现象	实验结论
方案1			CO2和NaOH确实发生了化学反应
方案2

写出方案1所涉及到的化学方程式CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，、Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl．
（3）探究结束老师说，通过此探究实验我们发现，对于没有明显现象的化学反应，可以从不同的角度证明反应的发生，这些角度可以是：
①通过检验反应物减少证明反应发生；②通过检验生成物证明反应的发生．

Answer 1

分析 二氧化碳通入澄清石灰水，因生成不溶的碳酸钙而出现石灰水变浑浊，明显的实验现象足可以说明反应的发生．而二氧化碳通入氢氧化钠溶液，无明显现象出现，反应是否发生无法得到明确的判断．仅仅借助气体体积变化，又会因溶液中的水既能溶解二氧化碳又可以和二氧化碳发生反应，也不能得出有说服性的结果．如果能证明反应后溶液中存在碳酸钠，即证明生成物，则可以解决上述的一系列问题．证明碳酸盐可使用滴加稀盐酸或其他试剂（如氯化钙溶液）产生气体或沉淀来实现．通过以上实验设计分析证明反应的发生的可行实验途径．

解答 解：（1）图甲、图乙，在密闭的容器内使氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体，容器内气体减少压强减小．图甲中的塑料瓶变瘪，图乙中的鸡蛋落入瓶中，都是在密闭的体系里消耗CO₂，使气体压强减小，从而观察到明显现象．
故答：在密闭的体系里消耗CO₂，使气体压强减小；
由于氢氧化钠溶液中含有大量的水，气体二氧化碳不但能溶于水且可以和水发生反应，因此二氧化碳气体的减少原因在此又难以确切判断：究竟是CO₂溶于水使气压减小的结果，还是CO₂与NaOH反应使气压减小的结果．
为了说明二氧化碳的减少和氢氧化钠有很大关系，可取同量的水做对比实验，会发现仅是水，气体减少的体积明显小于氢氧化钠溶液．做一个对比实验：取一个与甲装置同样大小和质地的软塑料瓶，充满CO₂后，注入与NaOH溶液体积相同的水，振荡，比较瓶子变瘪的程度即可判断．
故答：取一个与甲装置同样大小和质地的软塑料瓶，充满CO₂后，注入与NaOH溶液体积相同的水，振荡，比较瓶子变瘪的程度；
（2）可以采取验证溶液中含有碳酸钠的方法说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应．虽然碳酸钠溶液呈碱性，但反应前的氢氧化钠溶液也呈碱性，因此不能使用酚酞变红的方法来检验是否生成碳酸钠．可以考虑常用的碳酸盐的检验方法来实现检验．如方法一滴加稀盐酸，也可以向反应后溶液中滴加氯化钙溶液（或氯化钡、氢氧化钡等溶液），使溶液中的碳酸钠变成沉淀．
故答：

	实验步骤	实验现象	实验结论
方法1		有气泡产生
方法2	将CO2通入NaOH溶液后，再向溶液中滴加CaCl2溶液【或石灰水或BaCl2溶液或Ba（OH）2溶液】【也可仿照方案一的图示】	出现白色浑浊（或产生白色沉淀）

CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl；
（3）通过以上实验可以看出，对于没有明显现象的化学反应，我们可以通过检验反应物是否减少或检验生成物的方法验证反应是否发生；
故答：检验生成物．

点评 对比实验、反应物检验是探究无明显现象反应是否发生的常用方法．