Question

20．化學(xué)反應(yīng)也有“悄悄”進(jìn)行的．小明和他的同學(xué)對(duì)二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)進(jìn)行了如下探究．
探究一：二氧化碳是否與氫氧化鈉發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)？
將二氧化碳通入盛有氫氧化鈉溶液的大試管（如圖）．取少量大試管中的液體于另一支試管中，滴加足量的稀鹽酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生，證明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)；
探究二：反應(yīng)后大試管中的溶液所含溶質(zhì)的成分是什么？
【提出猜想】小明認(rèn)為溶質(zhì)是Na₂CO₃；小剛認(rèn)為溶質(zhì)是Na₂CO₃和NaOH
【查閱資料】CaCl₂溶液呈中性
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】
小剛為了驗(yàn)證自己的猜想，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你補(bǔ)充完整．

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取一定量試管中的溶液于試管中，加入足量CaCl2溶液，過(guò)濾；②向?yàn)V液滴加適量酚酞試液．	酚酞試液變紅	小剛猜想成立

【實(shí)驗(yàn)反思】寫(xiě)出二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
【實(shí)驗(yàn)拓展】同學(xué)們聯(lián)想到氫氧化鈉與稀硫酸發(fā)生中和反應(yīng)也觀察不到明顯現(xiàn)象，為了確定其反應(yīng)是否發(fā)生，由同學(xué)設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)方案：先用pH試紙測(cè)定氫氧化鈉溶液的pH，然后向其中滴加稀硫酸，邊滴加邊測(cè)定混合溶液的pH．請(qǐng)你分析上述方案中，為什么要“當(dāng)測(cè)定pH小于或等于7時(shí)”才可證明發(fā)生反應(yīng)了，其原因是pH小于或等于7時(shí)，表明OH^-被消耗，說(shuō)明酸堿發(fā)生了反應(yīng)．
【總結(jié)提高】試設(shè)計(jì)兩種不同方案證明氫氧化鈉和稀硫酸確實(shí)發(fā)生了反應(yīng)，從實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論等方面加以說(shuō)明．

	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
方案一	在氫氧化鈉溶液中滴加1～2滴酚酞試液，再向其中滴加稀硫酸	酚酞試液由紅色變?yōu)闊o(wú)色	氫氧化鈉和稀硫酸發(fā)生了反應(yīng)．
方案二	在常溫的氫氧化鈉溶液中滴加同溫稀硫酸用溫度計(jì)測(cè)量混合液的溫度	混合液溫度明顯升高

Answer 1

分析 探究一：據(jù)氫氧化鈉變質(zhì)會(huì)變成碳酸鈉，碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w分析；
探究二：【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】既然小剛的猜想正確，說(shuō)明溶液中含有碳酸鈉和氫氧化鈉；溶液中加入足量氯化鈣溶液后，其中的碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)產(chǎn)生了碳酸鈣沉淀和氯化鈉，過(guò)濾后再滴加酚酞，由于存在氫氧化鈉，溶液會(huì)變成紅色；
【實(shí)驗(yàn)反思】根據(jù)二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水寫(xiě)出反應(yīng)的方程式；
【實(shí)驗(yàn)拓展】根據(jù)硫酸和氫氧化鈉溶液的pH值來(lái)完成解答；
【總結(jié)提高】根據(jù)反應(yīng)時(shí)溶液的酸堿性變化或能量變化等設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．

解答 解：探究一：由題意知，氫氧化鈉已變質(zhì)，氫氧化鈉變質(zhì)會(huì)變成碳酸鈉，碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，故滴加足量的稀鹽酸，觀察到有氣泡冒出；故填：有氣泡產(chǎn)生；
探究二：【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】小剛的猜想正確，說(shuō)明溶液中含有碳酸鈉和氫氧化鈉；溶液中加入足量氯化鈣溶液后，其中的碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)產(chǎn)生了碳酸鈣沉淀和氯化鈉，過(guò)濾后再滴加酚酞，由于存在氫氧化鈉，溶液會(huì)變成紅色；故填：酚酞試液；酚酞試液變紅；
【實(shí)驗(yàn)反思】二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水；故填：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
【實(shí)驗(yàn)拓展】加入稀硫酸也會(huì)導(dǎo)致氫氧化鈉溶液變稀，而使溶液的pH值變小，所以判斷氫氧化鈉和稀硫酸反應(yīng)的現(xiàn)象應(yīng)該是溶液的pH值小于7或等于7，表明OH^-被消耗，說(shuō)明酸堿發(fā)生了反應(yīng)；故填：pH小于或等于7時(shí)，表明OH^-被消耗，說(shuō)明酸堿發(fā)生了反應(yīng)；
【總結(jié)提高】由于酚酞試液遇到堿性溶液會(huì)變成紅色，而在中性或酸性溶液中表現(xiàn)為無(wú)色，因此可以利用酚酞試液來(lái)證明二者的反應(yīng)或酸堿中和反應(yīng)會(huì)放熱，利用溫度計(jì)測(cè)定反應(yīng)前后溶液溫度的變化也能說(shuō)明酸堿反應(yīng)；故答案為（合理即可）：

	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
方案一	在氫氧化鈉溶液中滴加1～2滴酚酞試液，再向其中滴加稀硫酸	酚酞試液由紅色變?yōu)闊o(wú)色	氫氧化鈉和稀硫酸發(fā)生了反應(yīng)．
方案二	在常溫的氫氧化鈉溶液中滴加同溫稀硫酸用溫度計(jì)測(cè)量混合液的溫度	混合液溫度明顯升高

點(diǎn)評(píng) 此題在以往對(duì)中和反應(yīng)探究考查的基礎(chǔ)上又有所拓展，從定量研究的角度對(duì)同學(xué)們提出了要求，在檢驗(yàn)氫氧化鈉是否是部分變質(zhì)與檢驗(yàn)是否變質(zhì)是有區(qū)別的，檢驗(yàn)變質(zhì)只需用鹽酸就可以了，而檢驗(yàn)部分變質(zhì)，還要檢驗(yàn)是否有氫氧化鈉，常用氯化鈣溶液或是氯化鋇溶液來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)．