某化學興趣小組在歸納酸、堿、鹽化學性質時,發(fā)現(xiàn)有些實驗無法觀察到明顯現(xiàn)象,需要進行改進或繼續(xù)實驗驗證。
Ⅰ.興趣小組小覲同學提出,酸、堿中和沒有明顯現(xiàn)象,并設計如下兩個實驗:
(1)實驗一:向NaOH溶液中先滴入幾滴酚酞溶液,振蕩,再滴入稀硫酸,觀察到溶液由紅紅色變?yōu)闊o色,說明酸與堿能發(fā)生反應。往上述試管中再逐滴滴入過量NaOH溶液,不斷振蕩,如果觀察到過一會兒后溶液才變成紅色過一會兒后溶液才變成紅色,證明了滴加的稀硫酸過量。
(2)按照“證明反應后NaOH消失了“這個角度,該同學又設計了實驗二,將足量的稀硫酸滴入NaOH溶液后,再滴入甲溶液,同樣證明了酸和堿能發(fā)生反應,甲溶液可以是CuSO4溶液CuSO4溶液(指示劑除外)。
(3)其他同學對他的觀點提出質疑:并不是所有酸、堿中和反應都沒有明顯現(xiàn)象,例如稀硫酸與氫氧化鋇溶液氫氧化鋇溶液反應就可觀察到明顯的現(xiàn)象。
Ⅱ.興趣小組小琪同學提出:CO2通入NaOH溶液中也無明顯現(xiàn)象,并設計如下實驗三繼續(xù)探究。(裝置已連接好,氣密性良好,止水夾a和b已關閉,部分儀器已略去)
[查閱資料]
①CO2與乙醇不反應,本實驗條件下CO2在乙醇中的溶解忽略不計。
②常溫下NaOH易溶于乙醇,Na2CO3微溶于乙醇。
(4)把注射器Ⅰ中氫氧化鈉的乙醇溶液注入充滿CO2的三口燒瓶中,輕輕振蕩,觀察到的現(xiàn)象是生成白色沉淀、氣球逐漸變大生成白色沉淀、氣球逐漸變大;寫出該反應的化學方程式CO2+2NaOH=Na2CO3↓+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3↓+H2O。
(5)把導管d移出石灰水,打開止水夾a、b,再從導管c端往三口燒瓶中鼓入N2,目的是排出裝置內(nèi)的二氧化碳排出裝置內(nèi)的二氧化碳。過了一段時間后,先把導管d放入澄清石灰水中,接著關閉止水夾a,再把注射器Ⅱ中的稀鹽酸注入三口燒瓶內(nèi),觀察到三口燒瓶中產(chǎn)生氣泡,燒杯中的澄清石灰水變渾濁燒杯中的澄清石灰水變渾濁。從生成物角度驗證了CO2與NaOH溶液發(fā)生了反應。
Ⅲ.在老師的指導下,該興趣小組的其他同學繼續(xù)將CO2持續(xù)通入一定濃度一定量的NaOH溶液中,用數(shù)字化實驗技術制定反應過程中溶液的pH和溫度變化,結果如圖1、圖2所示。
[查閱資料]本實驗條件下,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分別約為11.0和8.5。
(6)圖1中,BC段發(fā)生反應的化學方程式為CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3。圖2中,DE段溫度變化的原因是二氧化碳與氫氧化鈉反應放熱二氧化碳與氫氧化鈉反應放熱。
[反思感悟]
(7)對于無明顯現(xiàn)象的反應,小組同學一致認為可以通過反應物的減少或生成物的生成以及能量能量變化等角度驗證反應的發(fā)生;還可以通過現(xiàn)代技術手段進行數(shù)據(jù)測定,實現(xiàn)反應過程的“可視化”。
【考點】中和反應及其應用;溶液的酸堿性與pH的關系.
【答案】紅;過一會兒后溶液才變成紅色;CuSO4溶液;氫氧化鋇溶液;生成白色沉淀、氣球逐漸變大;CO2+2NaOH=Na2CO3↓+H2O;排出裝置內(nèi)的二氧化碳;燒杯中的澄清石灰水變渾濁;CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3;二氧化碳與氫氧化鈉反應放熱;能量
【解答】
【點評】
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