Question

【題目】紫甘藍(lán)汁是一種酸堿指示劑。加入氫氧化鈉溶液的紫甘藍(lán)汁由紫變黃，再加入干冰，甘藍(lán)汁又由黃色變?yōu)榫G色。興趣小組同學(xué)分析甘藍(lán)汁由黃色變綠色的原因。甲組同學(xué)猜想CO2與水反應(yīng)生成的碳酸使溶液變綠。乙組同學(xué)猜想CO2與NaOH反應(yīng)導(dǎo)致溶液變綠。

[實驗]向紫甘藍(lán)汁中吹氣，發(fā)現(xiàn)紫甘藍(lán)汁略微變紅，甲組猜想不正確。 向氫氧化鈉溶液中吹氣，沒有看到明顯現(xiàn)象。

為探究CO2與NaOH溶液發(fā)生的反應(yīng)，興趣小組嘗試用不同的方式進(jìn)行實驗。

[查閱資料]

I、20°C時，幾種物質(zhì)在水中的溶解度見下表:

物質(zhì)	Na2CO3	NaHCO3	Ca(OH)2	Ba(OH)2
溶解度/g	21.5	9.6	0.165	3.89

Ⅱ .本實驗條件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分別約為11.0 和8.5。

Ⅲ、氫氧化鈉易溶于酒精，碳酸鈉微溶于酒精。

[實驗探究]

(1)實驗一:小雨取一充滿 CO2的礦泉水瓶，加入一定量的水， 立即擰緊瓶蓋，振蕩，發(fā)現(xiàn)瓶子變癟，小雨另取一相同的充滿CO2 的礦泉水瓶，向其中加入與水等體積的NaOH溶液，立即擰緊瓶蓋，振蕩，得到溶液X，此時觀察到的現(xiàn)象是________________，實驗中，小雨采用兩只礦泉水瓶做對比實驗的目的是________________。

(2)實驗二:為檢驗CO2與NaOH溶液反應(yīng)的產(chǎn)物，小亮取實驗所得溶液 X少許，向其中滴加BaCl2 溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________，實驗中不宜將BaCl2溶液換成Ca(OH)2溶液的原因是________________。

(3)實驗三:向氫氧化鈉的酒精溶液中吹氣，溶液出現(xiàn)__________________，證明有新物質(zhì)生成。

(4)實驗四:興趣小組將CO2持續(xù)通入一定濃度一定量的NaOH溶液中，用數(shù)字化實驗技術(shù)測定反應(yīng)過程中溶液的pH和溫度變化，結(jié)果如圖1、圖2所示。

圖1中，BC段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。

圖2中，DE段溫度變化的原因是__________________。

[反思感悟]

(5)實驗從CO2減少、NaOH 減少，Na2CO3 生成等物質(zhì)的變化，以及____________轉(zhuǎn)化等視角多維度探究CO2與NaOH發(fā)生了反應(yīng)，溶液變綠的原因是CO2與NaOH反應(yīng)導(dǎo)致。對于現(xiàn)象不明顯的化學(xué)反應(yīng)，可以通過現(xiàn)代技術(shù)手段進(jìn)行數(shù)據(jù)測定，實現(xiàn)反應(yīng)過程的“可視化”。

Answer 1

【答案】瓶子變癟，且比裝水的更癟 證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng) 氫氧化鈣微溶與水，干擾實驗的驗證 渾濁或沉淀 二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)放熱 能量

【解析】

實驗探究：（1）實驗一：氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，二氧化碳減少，壓強(qiáng)減小，二氧化碳微溶于水，與水反應(yīng)的二氧化碳較少，故實驗現(xiàn)象是：瓶子變癟，且比裝水的更癟；

實驗中，小雨采用兩只礦泉水瓶做對比實驗的目的是：使用塑料瓶，現(xiàn)象比較明顯，可以證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液發(fā)生了反應(yīng)；

（2）實驗二：氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇和氯化鈉，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

實驗中不宜將BaCl2溶液換成Ca(OH)2溶液的原因是：氫氧化鈣微溶于水，也會有白色沉淀，會干擾實驗的驗證；

（3）實驗三：氫氧化鈉易溶于酒精，碳酸鈉微溶于酒精，向氫氧化鈉的酒精溶液中吹氣，溶液出現(xiàn)渾濁或沉淀，證明有新物質(zhì)生成；

（4）實驗四：圖1中，BC段pH值從11變?yōu)?/span>8.5，故應(yīng)是碳酸鈉與二氧化碳、水反應(yīng)生成了碳酸氫鈉，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

圖2中，DE段溫度變化的原因是：氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)放熱；

反思感悟：實驗從CO2減少、NaOH 減少，Na2CO3 生成等物質(zhì)的變化，以及能量轉(zhuǎn)化等視角多維度探究CO2與NaOH發(fā)生了反應(yīng)，溶液變綠的原因是CO2與NaOH反應(yīng)導(dǎo)致。