Question

【題目】紫甘藍汁是一種酸堿指示劑。加入氫氧化鈉溶液的紫甘藍汁由紫變黃，再加入干冰，甘藍汁又由黃色變為綠色。興趣小組同學分析甘藍汁由黃色變綠色的原因。甲組同學猜想CO2與水反應生成的碳酸使溶液變綠。乙組同學猜想CO2與NaOH反應導致溶液變綠。

[實驗]向紫甘藍汁中吹氣，發現紫甘藍汁略微變紅，甲組猜想不正確。 向氫氧化鈉溶液中吹氣，沒有看到明顯現象。

為探究CO2與NaOH溶液發生的反應，興趣小組嘗試用不同的方式進行實驗。

[查閱資料]

I、20°C時，幾種物質在水中的溶解度見下表:

物質	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，發現瓶子變癟，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溶液反應的產物，小亮取實驗所得溶液 X少許，向其中滴加BaCl2 溶液，有白色沉淀產生，該反應的化學方程式為_________________，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__________________，證明有新物質生成。

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

圖1中，BC段發生反應的化學方程式為___________________。

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 生成等物質的變化，以及____________轉化等視角多維度探究CO2與NaOH發生了反應，溶液變綠的原因是CO2與NaOH反應導致。對于現象不明顯的化學反應，可以通過現代技術手段進行數據測定，實現反應過程的“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 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生成碳酸鈉和水，二氧化碳減少，壓強減小，二氧化碳微溶于水，與水反應的二氧化碳較少，故實驗現象是：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，現象比較明顯，可以證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液發生了反應；

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

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，溶液出現渾濁或沉淀，證明有新物質生成；

（4）實驗四：圖1中，BC段pH值從11變為8.5，故應是碳酸鈉與二氧化碳、水反應生成了碳酸氫鈉，發生反應的化學方程式為：；

圖2中，DE段溫度變化的原因是：氫氧化鈉與二氧化碳反應放熱；

反思感悟：實驗從CO2減少、NaOH 減少，Na2CO3 生成等物質的變化，以及能量轉化等視角多維度探究CO2與NaOH發生了反應，溶液變綠的原因是CO2與NaOH反應導致。