Question

13．化學反應也有“悄悄”進行的．小明和他的同學對二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應進行了如下探究．
探究一：二氧化碳是否與氫氧化鈉發生了化學反應？
將二氧化碳通入盛有氫氧化鈉溶液的大試管（如圖）．取少量大試管中的液體于另一支試管中，滴加足量的稀鹽酸，觀察到有氣泡產生，證明二氧化碳與氫氧化鈉發生了反應；
探究二：反應后大試管中的溶液所含溶質的成分是什么？
【提出猜想】小明認為溶質是Na₂CO₃；小剛認為溶質是Na₂CO₃和NaOH；
【查閱資料】CaCl₂溶液呈中性；
【實驗驗證】
小剛為了驗證自己的猜想，進行了如下實驗，請你補充完整．

實驗操作	實驗現象	實驗結論
①取一定量試管中的溶液于試管中，加入足量CaCl2溶液，過濾；②向濾液中滴加適量酚酞試液	酚酞試液變紅	小剛猜想成立

【實驗反思】寫出二氧化碳與氫氧化鈉反應的化學方程式CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
【實驗拓展】同學們聯想到氫氧化鈉與稀硫酸發生中和反應也觀察不到明顯現象，為了確定其反應是否發生，由同學設計了如下的實驗方案：先用pH試紙測定氫氧化鈉溶液的pH，然后向其中滴加稀硫酸，邊滴加邊測定混合溶液的pH．請你分析上述方案中，為什么要“當測定pH小于或等于7時”才可證明發生反應了，其原因是pH小于或等于7時，表明OH^-被消耗，說明酸堿發生了反應；
（注意：若答對以下小題將獎勵4分，但全卷總分不超過60分）
【總結提高】試設計兩種不同方案證明氫氧化鈉和稀硫酸確實發生了反應，從實驗操作、實驗現象和實驗結論等方面加以說明．

	實驗操作	實驗現象	實驗結論
方案一			氫氧化鈉和稀硫酸發生了反應
方案二

Answer 1

分析 探究一：據氫氧化鈉變質會變成碳酸鈉，碳酸鈉與鹽酸反應會產生二氧化碳氣體分析；
探究二：【實驗驗證】既然小剛的猜想正確，說明溶液中含有碳酸鈉和氫氧化鈉；溶液中加入足量氯化鈣溶液后，其中的碳酸鈉與氯化鈣反應產生了碳酸鈣沉淀和氯化鈉，過濾后再滴加酚酞，由于存在氫氧化鈉，溶液會變成紅色；
【實驗反思】根據二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水寫出反應的方程式；
【實驗拓展】根據硫酸和氫氧化鈉溶液的pH值來完成解答；
【總結提高】根據反應時溶液的酸堿性變化或能量變化等設計實驗．

解答 解：探究一：由題意知，氫氧化鈉已變質，氫氧化鈉變質會變成碳酸鈉，碳酸鈉與鹽酸反應會產生二氧化碳氣體，故滴加足量的稀鹽酸，觀察到有氣泡冒出；故填：有氣泡產生；
探究二：【實驗驗證】小剛的猜想正確，說明溶液中含有碳酸鈉和氫氧化鈉；溶液中加入足量氯化鈣溶液后，其中的碳酸鈉與氯化鈣反應產生了碳酸鈣沉淀和氯化鈉，過濾后再滴加酚酞，由于存在氫氧化鈉，溶液會變成紅色；故填：酚酞試液；酚酞試液變紅；
【實驗反思】二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水；故填：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
【實驗拓展】加入稀硫酸也會導致氫氧化鈉溶液變稀，而使溶液的pH值變小，所以判斷氫氧化鈉和稀硫酸反應的現象應該是溶液的pH值小于7或等于7，表明OH^-被消耗，說明酸堿發生了反應；故填：pH小于或等于7時，表明OH^-被消耗，說明酸堿發生了反應；
【總結提高】由于酚酞試液遇到堿性溶液會變成紅色，而在中性或酸性溶液中表現為無色，因此可以利用酚酞試液來證明二者的反應或酸堿中和反應會放熱，利用溫度計測定反應前后溶液溫度的變化也能說明酸堿反應；故答案為（合理即可）：

	實驗操作	實驗現象	實驗結論
方案一	在氫氧化鈉溶液中滴加1～2滴酚酞試液，再向其中滴加稀硫酸	酚酞試液由紅色變為無色	氫氧化鈉和稀硫酸發生了反應．
方案二	在常溫的氫氧化鈉溶液中滴加同溫稀硫酸，用溫度計測量混合液的溫度	混合液溫度明顯升高

點評 此題在以往對中和反應探究考查的基礎上又有所拓展，從定量研究的角度對同學們提出了要求，在檢驗氫氧化鈉是否是部分變質與檢驗是否變質是有區別的，檢驗變質只需用鹽酸就可以了，而檢驗部分變質，還要檢驗是否有氫氧化鈉，常用氯化鈣溶液或是氯化鋇溶液來進行檢驗．