Question

30、化學復習課上，老師將CO₂分別通入澄清的石灰水和NaOH溶液中，我們觀察到前者變渾濁，后者無明顯現象．CO₂和NaOH是否確實發生了化學反應？
（1）我設計了甲、乙兩個實驗裝置來驗證，如右圖所示，實驗現象為：
甲──軟塑料瓶變癟，乙──“瓶吞雞蛋”
小虎同學認為上述實驗是可行的，其共同原理是

在密閉的體系里消耗CO₂，使氣體壓強減小

．
小余同學提出了質疑，他認為實驗還不足以證明CO₂與NaOH確實發生了反應，其理由是

NaOH溶液中有水，CO₂又能溶于水且可以與水反應

．
我思考后，又補充了一個實驗來回答，這個實驗是

取一個與甲裝置同樣大小和質地的軟塑料瓶，充滿CO₂后，注入與NaOH溶液體積相同的水，振蕩，比較瓶子變癟的程度

．
（2）小余同學認為可利用與上述實驗不同的原理，設計如下實驗方案，我來幫他完成：

寫出方案2中所涉及的化學方程式

CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl

．
（3）由此探究，我得到的啟示是

對于無明顯現象的化學反應，可通過改變實驗裝置，創新的情境來觀察明顯的反應現象判斷反應的發生

．

Answer 1

分析：二氧化碳通入澄清石灰水，因生成不溶的碳酸鈣而出現石灰水變渾濁，明顯的實驗現象足可以說明反應的發生．而二氧化碳通入氫氧化鈉溶液，無明顯現象出現，反應是否發生無法得到明確的判斷．僅僅借助氣體體積變化，又會因溶液中的水既能溶解二氧化碳又可以和二氧化碳發生反應，也不能得出有說服性的結果．如果能證明反應后溶液中存在碳酸鈉，即證明生成物，則可以解決上述的一系列問題．證明碳酸鹽可使用滴加稀鹽酸或其他試劑（如氯化鈣溶液）產生氣體或沉淀來實現．

解答：解：（1）圖甲、圖乙，在密閉的容器內使氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳氣體，容器內氣體減少壓強減小．圖甲中的塑料瓶變癟，圖乙中的雞蛋落入瓶中，都是在密閉的體系里消耗CO₂，使氣體壓強減小，從而觀察到明顯現象．
故答：在密閉的體系里消耗CO₂，使氣體壓強減小；
由于氫氧化鈉溶液中含有大量的水，氣體二氧化碳不但能溶于水且可以和水發生反應，因此二氧化碳氣體的減少原因在此又難以確切判斷：究竟是CO₂溶于水使氣壓減小的結果，還是CO₂與NaOH反應使氣壓減小的結果．
故答：NaOH溶液中有水，CO₂又能溶于水且可以與水反應；
為了說明二氧化碳的減少和氫氧化鈉有很大關系，可取同量的水做對比實驗，會發現僅是水，氣體減少的體積明顯小于氫氧化鈉溶液．做一個對比實驗：取一個與甲裝置同樣大小和質地的軟塑料瓶，充滿CO₂后，注入與NaOH溶液體積相同的水，振蕩，比較瓶子變癟的程度即可判斷．
故答：取一個與甲裝置同樣大小和質地的軟塑料瓶，充滿CO₂后，注入與NaOH溶液體積相同的水，振蕩，比較瓶子變癟的程度；
（2）可以采取驗證溶液中含有碳酸鈉的方法說明二氧化碳與氫氧化鈉發生了反應．雖然碳酸鈉溶液呈堿性，但反應前的氫氧化鈉溶液也呈堿性，因此不能使用酚酞變紅的方法來檢驗是否生成碳酸鈉．可以考慮常用的碳酸鹽的檢驗方法來實現檢驗．如方法一滴加稀鹽酸，也可以向反應后溶液中滴加氯化鈣溶液（或氯化鋇、氫氧化鋇等溶液），使溶液中的碳酸鈉變成沉淀．
故答：

CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl（不唯一）
（3）一些反應發生時會因無明顯現象而無法判斷反應是否發生，此時，簡單地實驗方法不能得到明確的結論，需要認真設計現象明顯的實驗或通過對比實驗來探究．
故答：對于無明顯現象的化學反應，可通過改變實驗裝置，創新的情境來觀察明顯的反應現象判斷反應的發生．或對比實驗是學習化學，開展科學探究的有效方法．

點評：對比實驗、反應物檢驗是探究無明顯現象反應是否發生的常用方法．