Question

【题目】某化学兴趣小组在归纳酸、碱、盐化学性质时，发现有些实验无法观察到明显现象，需要进行改进或继续实验验证。

Ⅰ．兴趣小组小觐同学提出，酸、碱中和没有明显现象，并设计如下两个实验：

（1）实验一：向NaOH溶液中先滴入几滴酚酞溶液，振荡，再滴入稀硫酸，观察到溶液由____色变为无色，说明酸与碱能发生反应。往上述试管中再逐滴滴入过量NaOH溶液，不断振荡，如果观察到____________________________，证明了滴加的稀硫酸过量。

（2）按照“证明反应后NaOH消失了“这个角度，该同学又设计了实验二，将足量的稀硫酸滴入NaOH溶液后，再滴入甲溶液，同样证明了酸和碱能发生反应，甲溶液可以是________（指示剂除外）。

（3）其他同学对他的观点提出质疑：并不是所有酸、碱中和反应都没有明显现象，例如稀硫酸与___________反应就可观察到明显的现象。

Ⅱ．兴趣小组小琪同学提出：CO2通入NaOH溶液中也无明显现象，并设计如下实验三继续探究。

（装置已连接好，气密性良好，止水夹a和b已关闭，部分仪器已略去）

[查阅资料]

①CO2与乙醇不反应，本实验条件下CO2在乙醇中的溶解忽略不计。

②常温下NaOH易溶于乙醇，Na2CO3微溶于乙醇。

（4）把注射器Ⅰ中氢氧化钠的乙醇溶液注入充满CO2的三口烧瓶中，轻轻振荡，观察到的现象是_________________；写出该反应的化学方程式_______________________________________。

（5）把导管d移出石灰水，打开止水夹a、b，再从导管c端往三口烧瓶中鼓入N2，目的是_________________________。过了一段时间后，先把导管d放入澄清石灰水中，接着关闭止水夹a，再把注射器Ⅱ中的稀盐酸注入三口烧瓶内，观察到三口烧瓶中产生气泡，_____________。从生成物角度验证了CO2与NaOH溶液发生了反应。

Ⅲ．在老师的指导下，该兴趣小组的其他同学继续将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中，用数字化实验技术制定反应过程中溶液的pH和温度变化，结果如图1、图2所示。

[查阅资料] 本实验条件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。

（6）图1中，BC段发生反应的化学方程式为__________________________________________。图2中，DE段温度变化的原因是________________________________________________。

[反思感悟]

（7）对于无明显现象的反应，小组同学一致认为可以通过反应物的减少或生成物的生成以及_________变化等角度验证反应的发生；还可以通过现代技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。

Answer 1

【答案】红 过一会儿后溶液才变成红色 硫酸铜 氢氧化钡 生成白色沉淀、气球逐渐变大 2NaOH+CO2=Na2CO3 +H2O 排出装置内的二氧化碳 烧杯中的澄清石灰水变浑浊 Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 二氧化碳与氢氧化钠溶液反应放出热量 能量

【解析】

（1）NaOH溶液显碱性，酚酞溶液遇碱性溶液变红、遇中性或酸性溶液不变色。向NaOH溶液中先滴入几滴酚酞溶液，振荡，再滴入稀硫酸，观察到溶液由红色变为无色，说明酸与碱能发生反应。往上述试管中再逐滴滴入过量NaOH溶液，不断振荡，如果观察到一段时间后溶液才变成红色，证明滴加的稀硫酸过量。

（2）按照“证明反应后NaOH消失了“这个角度，该同学又设计了实验二，将足量的稀硫酸滴入NaOH溶液后，发生反应：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O ，再滴入硫酸铜（或氯化镁、氯化铁等）溶液，没有产生蓝色氢氧化铜沉淀（白色氢氧化镁沉淀、红褐色氢氧化铁沉淀），同样证明了酸和碱能发生反应，故甲溶液可以是硫酸铜。

（3）其他同学对他的观点提出质疑：并不是所有酸、碱中和反应都没有明显现象，例如稀硫酸与氢氧化钡溶液反应就可观察到产生白色沉淀明显的现象。

（4）把注射器Ⅰ中氢氧化钠的乙醇溶液注入充满CO2的三口烧瓶中，轻轻振荡，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，装置内压强减小，气球变大，碳酸钠在酒精中微溶，故观察到的现象是产生白色沉淀、气球逐渐变大，该反应的化学方程式为：2NaOH +CO2=Na2CO3 +H2O。

（5）把导管d移出石灰水，打开止水夹a、b，再从导管c端往三口烧瓶中鼓入N2，目的是排出装置内的二氧化碳。过了一段时间后，先把导管d放入澄清石灰水中，接着关闭止水夹a，再把注射器Ⅱ中的稀盐酸注入三口烧瓶内，观察到三口烧瓶中产生气泡，澄清石灰水变浑浊，从生成物角度验证了CO2与NaOH溶液发生了反应。

（6）已知：Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5，图1中，BC段pH从11逐渐减小到8.5，所以发生的是碳酸钠和二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠的反应，化学方程式为：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3。图2中，DE段温度变化的原因是二氧化碳与氢氧化钠溶液反应放出热量。

（7）对于无明显现象的反应，小组同学一致认为可以通过反应物的减少或生成物的生成以及能量变化等角度验证反应的发生；还可以通过现代技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。