Question

9．小科在探究CO₂和NaOH是否發生反應時，設計出下列三種裝置進行實驗：

（1）以上三個實驗中，①③有明顯現象，請你幫小明記錄他觀察到的實驗現象：實驗①試管內液面上升．
（2）實驗②因選用儀器不當導致未能觀察到明顯現象，請你幫小明尋找一種物品替代該裝置中的廣口瓶，以使實驗取得成功，你將選用的物品是礦泉水瓶（或塑料瓶等），改進后能看到的實驗現象是礦泉水瓶變癟．
（3）如果有同學質疑，認為上述實驗設計沒有排除CO₂可能溶解于NaOH溶液的假設，你如何進一步設計實驗證明CO₂和NaOH肯定發生了化學反應？①將水槽中的氫氧化鈉溶液換成水與實驗①做對比實驗．從對比實驗中可以看出，液體換成水后，試管中液面上升的幅度較小，在氫氧化鈉溶液中，試管中液面上升的幅度較大．
②取少量反應后的溶液于試管中，滴加氯化鈣溶液，如果溶液變渾濁，表明二氧化碳與氫氧化鈉反應了．
③取少量反應后的溶液于試管中，滴入稀鹽酸，如果出現氣泡，則說明CO₂確實同NaOH發生了化學反應，生成了碳酸鈉．

Answer 1

分析 （1）二氧化碳能和氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，①中的二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應后，試管內的壓強減小，從而使液體在試管內逐漸上升．而③中塑料瓶可以用作檢驗二氧化碳能和氫氧化鈉溶液反應的容器，因為塑料瓶可以隨著壓強的變化而膨脹或收縮，可以據此完成解答．
（2）塑料瓶可以用作檢驗二氧化碳能和氫氧化鈉溶液反應的容器，因為塑料瓶可以隨著壓強的變化而膨脹或收縮．
（3）可以設計對照實驗或根據二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應生成了碳酸鈉，解答該題．

解答 解：（1）實驗①中試管中的二氧化碳氣體和燒杯中的濃氫氧化鈉溶液反應后，試管內壓強減小，所以試管內液面會逐漸上升，形成水柱；
（2）可以用塑料瓶代替玻璃廣口瓶，這樣實驗現象就明顯了，因為二氧化碳被氫氧化鈉溶液吸收后，瓶內壓強減小，在外界大氣壓的作用下，塑料瓶變癟．
（3）①將水槽中的氫氧化鈉溶液換成水與實驗①做對比實驗．從對比實驗中可以看出，液體換成水后，試管中液面上升的幅度較小，在氫氧化鈉溶液中，試管中液面上升的幅度較大．
②取少量反應后的溶液于試管中，滴加氯化鈣溶液，如果溶液變渾濁，則表明二氧化碳與氫氧化鈉反應了，化學方程式為CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl．
③取少量反應后的溶液于試管中，滴入稀鹽酸，如果出現氣泡，則說明CO₂確實同NaOH發生了化學反應，生成了碳酸鈉，化學方程式為Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
故答案為：（1）試管內液面上升；
（2）礦泉水瓶（或塑料瓶等）；礦泉水瓶變癟；
（3）①將水槽中的氫氧化鈉溶液換成水與實驗①做對比實驗．從對比實驗中可以看出，液體換成水后，試管中液面上升的幅度較小，在氫氧化鈉溶液中，試管中液面上升的幅度較大．
②取少量反應后的溶液于試管中，滴加氯化鈣溶液，如果溶液變渾濁，表明二氧化碳與氫氧化鈉反應了．
③取少量反應后的溶液于試管中，滴入稀鹽酸，如果出現氣泡，則說明CO₂確實同NaOH發生了化學反應，生成了碳酸鈉．（合理即可）

點評 本題主要考查氫氧化鈉和二氧化碳的性質，利用不同實驗設計進行現象的分析和評價，并能進行實驗改進．