Question

【題目】某化學興趣小組在歸納酸、堿、鹽化學性質時，發現有些實驗無法觀察到明顯現象，需要進行改進或繼續實驗驗證。

Ⅰ．興趣小組小覲同學提出，酸、堿中和沒有明顯現象，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____色變為無色，說明酸與堿能發生反應。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____________________________，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生反應，甲溶液可以是________（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象，例如稀硫酸與___________反應就可觀察到明顯的現象。

Ⅱ．興趣小組小琪同學提出：CO2通入NaOH溶液中也無明顯現象，并設計如下實驗三繼續探究。

（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，觀察到的現象是_________________；寫出該反應的化學方程式_______________________________________。

（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_________________________。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，觀察到三口燒瓶中產生氣泡，_____________。從生成物角度驗證了CO2與NaOH溶液發生了反應。

Ⅲ．在老師的指導下，該興趣小組的其他同學繼續將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段發生反應的化學方程式為__________________________________________。圖2中，DE段溫度變化的原因是________________________________________________。

[反思感悟]

（7）對于無明顯現象的反應，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_________變化等角度驗證反應的發生；還可以通過現代技術手段進行數據測定，實現反應過程的“可視化”。

Answer 1

【答案】紅 過一會兒后溶液才變成紅色 硫酸銅 氫氧化鋇 生成白色沉淀、氣球逐漸變大 2NaOH+CO2=Na2CO3 +H2O 排出裝置內的二氧化碳 燒杯中的澄清石灰水變渾濁 Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應放出熱量 能量

【解析】

（1）NaOH溶液顯堿性，酚酞溶液遇堿性溶液變紅、遇中性或酸性溶液不變色。向NaOH溶液中先滴入幾滴酚酞溶液，振蕩，再滴入稀硫酸，觀察到溶液由紅色變為無色，說明酸與堿能發生反應。往上述試管中再逐滴滴入過量NaOH溶液，不斷振蕩，如果觀察到一段時間后溶液才變成紅色，證明滴加的稀硫酸過量。

（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，發生反應：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O ，再滴入硫酸銅（或氯化鎂、氯化鐵等）溶液，沒有產生藍色氫氧化銅沉淀（白色氫氧化鎂沉淀、紅褐色氫氧化鐵沉淀），同樣證明了酸和堿能發生反應，故甲溶液可以是硫酸銅。

（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象，例如稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應就可觀察到產生白色沉淀明顯的現象。

（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，二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，裝置內壓強減小，氣球變大，碳酸鈉在酒精中微溶，故觀察到的現象是產生白色沉淀、氣球逐漸變大，該反應的化學方程式為：2NaOH +CO2=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，觀察到三口燒瓶中產生氣泡，澄清石灰水變渾濁，從生成物角度驗證了CO2與NaOH溶液發生了反應。

（6）已知：Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分別約為11.0和8.5，圖1中，BC段pH從11逐漸減小到8.5，所以發生的是碳酸鈉和二氧化碳和水反應生成碳酸氫鈉的反應，化學方程式為：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3。圖2中，DE段溫度變化的原因是二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應放出熱量。

（7）對于無明顯現象的反應，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變化等角度驗證反應的發生；還可以通過現代技術手段進行數據測定，實現反應過程的“可視化”。