Question

8．老師帶領五班的同學們探究CO₂與堿的反應，請你一同參與．

Ⅰ．同學們用如圖1所示裝置進行實驗，驗證CO₂與NaOH、Ca（OH）₂都能發生反應．
（1）分別向甲、乙兩個瓶中注入少量、等體積的兩種溶液，觀察實驗現象．甲中反應的化學方程式是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．說明CO₂能與Ca（OH）₂反應的實驗現象是氫氧化鈣溶液變渾濁．
（2）下列實驗現象中，一定能說明“CO₂與NaOH發生了化學反應”的是bc（填序號）．
a．U型管中紅墨水左低右高       b．U型管中紅墨水左高右低       c．U型管中紅墨水液面沒有發生改變．
Ⅱ．博宇在另外的實驗中，向石灰水中通入二氧化碳（如圖2所示），出現了意想不到的現象；有的石灰水未變渾濁；有的出現渾濁后又變澄清（沉淀消失）．
【提出問題】實驗中，出現意想不到現象的原因是什么呢？
【猜想與假設】
a．石灰水未變渾濁，是因為二氧化碳中混有少量氯化氫氣體．
b．石灰水未變渾濁，是因為石灰水的濃度太小，或通入二氧化碳氣體太少．
c．石灰水出現渾濁后又變澄清，與石灰水的濃度、通入二氧化碳的時間有關．
【進行實驗】如圖3，①所用鹽酸與分組實驗相同；②CO₂在飽和NaHCO₃溶液中的溶解度非常小．
步驟1：分別取一定體積的飽和澄清石灰水與一定體積的蒸餾水混合配制成50mL溶液．
步驟2：分別向50mL溶液中通入一段時間的二氧化碳，記錄現象．

實驗序號	V飽和石灰水/mL	V蒸餾水/mL	出現現象所需時間/s
			開始渾濁	明顯渾濁	沉淀減少	是否澄清
①	50	0	19	56	366	持續通入CO28min以上，沉淀不能完全消失
③	30	20	25	44	128
④	20	30	27	35	67	89s后完全澄清
⑤	10	40	通3min以上，均無明顯現象

【解釋與結論】
（1）實驗中，所用石灰水為飽和溶液的是①（填實驗序號）．
（2）飽和NaHCO₃溶液的作用是除去氯化氫氣體．
（3）通過實驗分析，猜想a不成立（填“成立”或“不成立”），
【反思與評價】
（4）向澄清的石灰水中通入二氧化碳，為避免出現“意想不到的現象”，你的建議所用石灰水的濃度不能太小，通入二氧化碳的時間不能太短，也不能太長．

Answer 1

分析 Ⅰ．氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
相同條件下，氫氧化鈉的溶解度比氫氧化鈣的溶解度大；
Ⅱ．根據實驗現象可以判斷相關方面的問題；
碳酸氫鈉能和稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳．

解答 解：Ⅰ．（1）甲中氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，反應的化學方程式是：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
說明CO₂能與Ca（OH）₂反應的實驗現象是氫氧化鈣溶液變渾濁．
故填：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；氫氧化鈣溶液變渾濁．
（2）如果二氧化碳和氫氧化鈉、氫氧化鈣發生了化學反應，二氧化碳完全反應時，U型管中紅墨水液面沒有發生改變，如果甲中的二氧化碳完全反應，乙中的二氧化碳沒有完全反應，則U型管中紅墨水左高右低，如果甲中的二氧化碳不能和氫氧化鈉反應，乙中的二氧化碳和氫氧化鈣反應，則U型管中紅墨水左低右高．
故填：bc．
Ⅱ．【猜想與假設】
a．石灰水未變渾濁，是因為二氧化碳中混有少量氯化氫氣體．
b．石灰水未變渾濁，是因為石灰水的濃度太小，或通入二氧化碳氣體太少．
c．石灰水出現渾濁后又變澄清，與石灰水的濃度、通入二氧化碳的時間有關．
故填：石灰水的濃度太小，或通入二氧化碳氣體太少．
【解釋與結論】
（1）實驗中，所用石灰水為飽和溶液的是①．
故填：①．
（2）飽和NaHCO₃溶液的作用是除去氯化氫氣體．
故填：除去氯化氫氣體．
（3）通過實驗分析可知⑤中通3min以上，均無明顯現象，因此猜想a 不成立．
故填：不成立．
【反思與評價】
（4）由①③④可知，通入二氧化碳的時間小于19s時，不出現沉淀，由④可知，通入二氧化碳時間超過89s時，沉淀消失，因此向澄清的石灰水中通入二氧化碳，為避免出現“意想不到的現象”，所用石灰水的濃度不能太小，通入二氧化碳的時間不能太短，也不能太長．
故填：所用石灰水的濃度不能太小，通入二氧化碳的時間不能太短，也不能太長．

點評 實驗現象是物質之間相互作用的外在表現，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．