化學興趣小組在向澄清石灰水中不斷通入二氧化碳時,發(fā)現(xiàn)澄清石灰水先變渾濁,后又變回澄清。便聯(lián)想到“溶洞形成的原理”,碳酸鈣遇到溶有二氧化碳的水,會慢慢變成可溶于水的碳酸氫鈣:CaCO3+CO2+H2O═Ca (HCO3)2,那么向NaOH溶液中不斷通入CO2又會怎樣呢?于是同學們進行了探究。
探究一:一定量CO2與NaOH溶液反應后的溶質(zhì)組成是什么?
【實驗1】向等體積、等濃度的碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉溶液中,分別加入幾滴紫甘藍汁液,同時用蒸餾水進行對比實驗,觀察并記錄現(xiàn)象如下:
液體名稱 |
蒸餾水 |
碳酸氫鈉溶液(A) |
碳酸鈉溶液(B) |
氫氧化鈉溶液(C) |
紫甘藍汁液顯示的顏色 |
藍紫色 |
藍色 |
綠色 |
黃色 |
【查閱資料】
PH |
7.5~9 |
10~11.9 |
12~14 |
紫甘藍汁液顯示的顏色 |
藍色 |
綠色 |
黃色 |
【得出結論】三種溶液的堿性由強到弱的順序為
C>B>A
C>B>A
。(用A、B、C表示)
【實驗2】CO
2通入NaOH溶液中會發(fā)生兩步反應,請你依據(jù)題干信息補充第二步反應的化學方程式。第一步:2NaOH+CO
2═Na
2CO
3+H
2O;第二步:
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
。
【查閱資料】碳酸氫鹽均可溶于水。
【作出猜想】猜想一:溶質(zhì)為NaOH和Na
2CO
3;
猜想二:溶質(zhì)為Na
2CO
3;
猜想三:溶質(zhì)為
NaHCO3和Na2CO3
NaHCO3和Na2CO3
(填化學式);
猜想四:溶質(zhì)為NaHCO
3。
【設計實驗】
實驗步驟 |
實驗現(xiàn)象 |
實驗結論 |
①用玻璃棒蘸取反應后溶液,滴在pH試紙上 |
pH=9 |
該溶液顯堿性 |
②取反應后溶液少許于試管中,向其中滴加過量的BaCl2溶液 |
有白色沉淀生成 |
猜想 四 四 不成立 |
③取步驟②中的上層清液,滴入稀鹽酸 |
有氣泡冒出 |
猜想一和二不成立 |
【得出結論】猜想三成立。
【討論交流】有同學提出,實驗步驟①是多余的。你認為該實驗設計是否需要?
不需要
不需要
(選填“需要”或“不需要”)。
探究二:碳酸鈉和碳酸氫鈉分別與稀鹽酸的反應。
【實驗3】同學們向等體積、含碳元素質(zhì)量相同的碳酸氫鈉溶液和碳酸鈉溶液兩根試管中,分別滴加相同濃度的稀鹽酸,發(fā)現(xiàn)實驗過程中不同階段消耗鹽酸的質(zhì)量與生成CO
2的質(zhì)量的關系如圖1、圖2所示(忽略CO
2在水中的溶解)。
【交流討論】
(1)圖1中A點溶液中的溶質(zhì)有
NaCl和NaHCO3
NaCl和NaHCO3
(填化學式);
(2)圖2中從B點開始的變化關系與圖1完全重合,據(jù)此我們可以判斷,碳酸鈉溶液剛開始和稀鹽酸發(fā)生反應(OB段)生成了碳酸氫鈉和另一種物質(zhì),因此沒有氣泡產(chǎn)生。寫出該反應的化學方程式為
Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3
Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3
;
【反思與評價】基于以上“異?!爆F(xiàn)象,對比圖1和圖2的質(zhì)量關系,你認為影響實驗現(xiàn)象或生成物種類的因素有
反應物濃度(或反應物的量)(合理即可)
反應物濃度(或反應物的量)(合理即可)
。