20.某興趣小組同學以“探究CO2與NaOH溶液的反應”為主題開展項目式學習,興趣小組同學將CO2通入NaOH溶液中,發(fā)現(xiàn)無明顯現(xiàn)象,為了證明該反應發(fā)生,他們設計了如下探究實驗:
【設計思路】Ⅰ:驗證有新物質(zhì)生成
Ⅱ:驗證反應物減少或消失
【實驗探究】不同的興趣小組設計自己的實驗方案,完成自己的探究任務
(1)實驗一:1組同學取兩者反應后的溶液X少許,向其中加入足量的稀鹽酸,現(xiàn)象為
,另取溶液X少許,滴加BaCl2溶液,現(xiàn)象為有
產(chǎn)生,通過現(xiàn)象,都證明了新物質(zhì)的生成,小華認為BaCl2溶液也可以換成CaCl2溶液,小明根據(jù)右表中幾種物質(zhì)在20℃時的溶解度數(shù)據(jù)認為不宜更換,請說明理由
。
20℃ |
Na2CO3 |
NaHCO3 |
Ca(OH)2 |
Ba(OH)2 |
S/g |
21.5 |
9.6 |
0.165 |
3.89 |
(2)實驗二:2組同學查閱資料發(fā)現(xiàn),常溫下,NaOH易溶于乙醇形成無色溶液,Na
2CO
3幾乎不溶于乙醇,CO
2、NaOH、Na
2CO
3與乙醇不反應,于是小組設計了
的實驗方案,出現(xiàn)了
現(xiàn)象,也證明了新物質(zhì)的生成。
(3)實驗三:3組同學將充滿CO
2氣體的試管倒扣在NaOH溶液中,觀察到
,從而認為CO
2被NaOH溶液反應掉了,但小明認為,還應進行CO
2倒扣在等量
的對比實驗才能得出這一結(jié)論。
(4)實驗四:4組同學查閱資料得知:Na
2CO
3溶液和NaHCO
3溶液的pH分別約為11.0和8.5,于是他們將CO
2持續(xù)通入一定濃度一定量的NaOH溶液中,用數(shù)字化實驗技術測定反應過程中溶液的pH和溫度變化,結(jié)果如圖1、圖2所示。
①圖1中,BC段發(fā)生反應的化學方程式為
。
②圖2中,DE段溫度變化的原因是
。
【感悟】關于CO
2與NaOH是否發(fā)生了反應,同學們借助實驗,從Na
2CO
3生成,CO
2減少、NaOH減少等物質(zhì)的變化,以及
轉(zhuǎn)化等視角多維度進行了探究,還了解了通過現(xiàn)代技術手段進行數(shù)據(jù)測定,可以實現(xiàn)反應過程的“可視化”。
【拓展】同學們對數(shù)字化實驗技術探究化學反應產(chǎn)生了濃厚的興趣,又設計了如圖裝置進行實驗,實驗時先后將兩種溶液快速推入,瓶內(nèi)壓強變化如圖乙:
(1)根據(jù)圖像分析,實驗中開始先推入的是
溶液;圖像中a、b、c、d四個點,溶液的pH最大的點是
點。
(2)bc段壓強不變的原因是
(文字解釋),cd段壓強變大的原因:
(方程式解釋),e點的壓強小于a點可能的原因是
,若氫氧化鈉溶液中含有酚酞,則圖中a、b、c、d四個點,
點時溶液可能從紅色變?yōu)闊o色。