為探究CO2與NaOH溶液發(fā)生的反應,某興趣小組嘗試用不同的方式進行實驗。
【查閱資料】
Ⅰ.20℃時,幾種物質在水中的溶解度見下表:
物質 |
Na2CO3 |
NaHCO3 |
Ca(OH)2 |
Ba(OH)2 |
溶解度/g |
21.5 |
9.6 |
0.165 |
3.89 |
Ⅱ.本實驗條件下,Na
2CO
3溶液和NaHCO
3溶液的pH分別約為11.0和8.5。
【實驗探究】
(1)實驗一:小雨取一充滿CO
2的礦泉水瓶,加入一定量的水,立即擰緊瓶蓋,振蕩,發(fā)現(xiàn)瓶子變癟,小雨另取一相同的充滿CO
2的礦泉水瓶,向其中加入與水等體積的NaOH溶液,立即擰緊瓶蓋,振蕩,得到溶液X,此時觀察到的現(xiàn)象是
倒入NaOH溶液的塑料瓶比倒入水的塑料瓶癟
倒入NaOH溶液的塑料瓶比倒入水的塑料瓶癟
,實驗中,小雨采用兩只礦泉水瓶做對比實驗的目的是
證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應
證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應
。
(2)實驗二:為檢驗CO
2與NaOH溶液反應的產物,小亮取實驗一所得溶液X少許,向其中滴加BaCl
2溶液,有白色沉淀產生,該反應的化學方程式為
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
,實驗中不宜將BaCl
2溶液換成CaCl
2溶液的原因是
因為如果氫氧化鈉溶液有剩余,形成的氫氧化鈣微溶于水,也會有白色沉淀
因為如果氫氧化鈉溶液有剩余,形成的氫氧化鈣微溶于水,也會有白色沉淀
。
(3)實驗三:小華取實驗一所得溶液X少許,向其中加入過量的BaCl
2溶液,振蕩,靜置,取上層清液,滴入1滴酚酞試液,發(fā)現(xiàn)溶液呈
紅
紅
色,證明溶液X中有NaOH剩余。實驗中,小華沒有直接向少量溶液X中滴入酚酞試液,理由是
碳酸鈉溶液顯堿性
碳酸鈉溶液顯堿性
。
(4)實驗四:興趣小組將CO
2持續(xù)通入一定濃度一定量的NaOH溶液中,用數字化實驗技術測定反應過程中溶液的pH和溫度變化,結果如圖1、圖2所示。
圖1中,BC段發(fā)生反應的化學方程式為
CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3
CO2+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】
(5)實驗從CO
2減少、NaOH減少,Na
2CO
3生成等物質的變化,以及
能量
能量
轉化等視角多維度探究CO
2與NaOH發(fā)生了反應,對于現(xiàn)象不明顯的化學反應,可以通過現(xiàn)代技術手段進行數據測定,實現(xiàn)反應過程的“可視化”。