Question

化學復習課上，老師將CO₂分別通入澄清的石灰水和NaOH溶液中，觀察到前者變渾濁，后者無明顯現象，同學們展開了探究．
提出問題：CO₂ 和NaOH是否確實發生了化學反應？
實驗設計：
（1）小明設計了甲、乙兩個實驗裝置來驗證，如下圖所示，實驗現象為：
甲──軟塑料瓶變癟，乙──“瓶吞雞蛋”
討論交流：
小虎同學認為上述實驗是可行的，其共同原理是______．
小余同學提出了質疑，他認為實驗還不足以證明CO₂ 與NaOH確實發生了反應，其理由是______．
小明思考后，又補充了一個實驗來回答，這個實驗是______．
（2）小余同學認為可利用與上述實驗不同的原理，設計如下實驗方案，請你來幫助他完成：

	實驗步驟	實驗現象	實驗結論
方法1	將CO2 通入NaOH溶液后，再向溶液中滴加______溶液	______	CO2與NaOH 確實發生了化學反應
方法2	______	______

寫出方案2中證明CO₂與NaOH發生反應的化學方程式______．
（3）由此探究，得到的啟示是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據二氧化碳能和氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，引起壓強的變化可以進行判斷；但是也要考慮的到二氧化碳可以溶于水的性質，可以據此完成該題解答；
（2）根據二氧化碳能和氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，碳酸鈉能和鹽酸生成二氧化碳，與氯化鈣反應生成碳酸鈣和氯化鈉，來解答．
（3）根據本題中所出現的現象和同學的設計的實驗來進行反思并總結經驗，獲得啟示．
解答：解：（1）甲乙兩組實驗都是在密閉容器中通過反應而使瓶內外產生了一個壓強差之后而得出實驗結論的，但是由于二氧化碳不但能夠和氫氧化鈉溶液反應，也可以溶于水，所以必須驗證二氧化碳是否和氫氧化鈉發生了反應，才能得出更準確的判斷；可以做一個單獨有水的對比實驗來來進行驗證，當然也可以通過檢測通入二氧化碳后的氫氧化鈉溶液的成分來進行驗證；
（2）根據二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應后的產物可以知道，若反應則生成了碳酸鈉，所以可以檢驗是否存在碳酸鈉來判斷反應是否發生，可以選擇稀鹽酸、氯化鈣溶液或是氫氧化鈣溶液等來進行驗證；
（3）根據實驗中幾個同學的設計可以知道，只有有明顯的實驗現象可以得出準確的結論，同時注意控制變量、運用對比實驗等科學的探究方法來探究問題．
故答案為：（1）都是在密閉的體系里消耗CO₂，使氣體壓強減小，從而觀察到明顯現象； 
NaOH溶液中有水，CO₂ 又能溶于水，究竟是CO₂ 溶于水使氣壓減小的結果，還是CO₂ 與NaOH反應使氣壓減小的結果；  
做一個對比實驗：取一個與甲裝置同樣大小和質地的軟塑料瓶，充滿CO₂ 后，注入與NaOH溶液體積相同的水，振蕩，比較瓶子變癟的程度即可判斷．
（2）

	實驗步驟	實驗現象	實驗結論
方法1	稀鹽酸	有氣泡產生
方法2	將CO2通入NaOH溶液后，再向溶液中滴加CaCl2溶液（或石灰水）	出現白色渾濁（或產生白色沉淀）

Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl（不唯一）（或方法1、2對調）；
（3）對于無明顯現象的化學反應，可通過改變實驗裝置，創設新的情境來觀察明顯的反應現象判斷反應的發生；或運用對比實驗等是學習化學，開展科學探究的有效方法．
點評：本題主要探究二氧化碳能否與氫氧化鈉反應及其化學方程式的書寫等方面的知識，同時知道對比實驗、反應物檢驗是探究無明顯現象反應是否發生的常用方法．