Question

【題目】CO2 通入 NaOH 溶液中無明顯現象，為探究 CO2 與 NaOH 溶液是否發生了反應，某興 趣小組進行了如下探究：

（查閱文獻）（1）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

（2）本實驗條件下，Na2CO3 溶液和 NaHCO3 溶液的 pH 分別約為 11.0 和 8.5。

（3）Na2CO3可以和二氧化碳、水反應生成碳酸氫鈉。

（實驗探究）

（1）實驗一：小明用注射器抽取 20mLCO2，再抽取 5mLNaOH 溶液， 立即將針頭插進橡皮塞中，振蕩，發現注射器活塞左移，最后停在 10mL 刻度處，證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液發生了反應。小麗認為小明的結論不合理，又增加了一個實 驗：_____（寫出操作、現象），得出小明的結論正確。

（2）實驗二：小明又取實驗一所得溶液少許于試管中，向其中滴加BaCl2溶液，觀察到______（填 現象），證明 CO2 與 NaOH 溶液發生了反應。實驗中不宜將 BaCl2 溶液換成 CaCl2 溶液的原因是____________________。

（3）實驗三：小明繼續向實驗二的溶液中滴加 BaCl2溶液至過量，靜置，取上層清液，滴入 2 滴 酚酞試液，發現溶液呈___ 色，證明溶液中有 NaOH 剩余。實驗中，小明沒有直接取實驗一的溶液 滴入酚酞試液，理由是__________________________________。

（反思感悟）對于現象不明顯的化學反應，可以通過______________________來證明反應的發生。

（4）實驗四：興趣小組同學用如圖 1 裝置將 CO2 持續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 變化，結果如圖 2 所示。

圖 1 中，用純堿與稀硫酸反應來制取二氧化碳，而不用大理石與鹽酸反應來制取，理由是______________________________。最終溶液 pH 小于 8．5 的可能原因是__________________。CD 段發生反應的化學方程式為______________________________________。

Answer 1

【答案】將5mLNaOH溶液換成5mL水，重復小明的實驗，觀察到注射器活塞左移， 最后停在約20mL刻度處 白色沉淀產生 氯化鈣溶液與氫氧化鈉溶液混合也會生成微溶的氫氧化鈣而渾濁 紅 碳酸鈉溶液顯堿性，也能使酚酞變紅 反應物的減少或檢驗生成物 鹽酸易揮發，揮發出的HCl氣體會影響pH的測定 二氧化碳溶于水生成碳酸 Na2CO3 +H2O+CO2=2NaHCO3

【解析】

（1）小麗認為小明的結論不合理，需要增加了一個對比實 驗來證明氫氧化鈉和二氧化碳確實發生了反應，實驗如下：將5mLNaOH溶液換成5mL水，重復小明的實驗，觀察到注射器活塞左移，最后停在約20mL刻度處；故填：將5mLNaOH溶液換成5mL水，重復小明的實驗，觀察到注射器活塞左移，最后停在約20mL刻度處。

（2）小明又取實驗一所得溶液少許于試管中，向其中滴加BaCl2溶液，觀察到溶液變渾濁，有白色沉淀生成，證明CO2與NaOH溶液發生了反應；實驗中不宜將BaCl2溶液換成CaCl2溶液的原因是：氯化鈣溶液與氫氧化鈉溶液混合也會生成微溶的氫氧化鈣而渾濁；故填：有白色沉淀產生；氯化鈣溶液與氫氧化鈉溶液混合也會生成微溶的氫氧化鈣而渾濁。

（3）小明繼續向實驗二的溶液中滴加BaCl2溶液至過量，靜置，取上層清液，滴入2 滴酚酞試液，發現溶液呈紅色，證明溶液中有NaOH剩余；小明沒有直接取實驗一的溶液滴入酚酞試液，理由是：碳酸鈉溶液顯堿性，也能使酚酞變紅；故填：紅；碳酸鈉溶液顯堿性，也能使酚酞變紅。

[反思感悟]對于現象不明顯的化學反應，可以通過反應物的減少或檢驗生成物來證明反應的發生；故填：反應物的減少或檢驗生成物。

（4）圖1 中，用純堿與稀硫酸反應來制取二氧化碳，而不用大理石與鹽酸反應來制取，理由是：鹽酸易揮發，揮發出的HCl氣體會影響pH的測定；最終溶液pH小于8.5的可能原因是：二氧化碳和水反應生成碳酸的緣故；在CD段，碳酸鈉、水和二氧化碳反應生成碳酸氫鈉，化學方程式為：Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3。故填：鹽酸易揮發，揮發出的HCl氣體會影響pH的測定；二氧化碳溶于水生成碳酸；Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3。