20.化學反應(yīng)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(yīng)進行了如下探究.
探究一:二氧化碳是否與氫氧化鈉發(fā)生了化學反應(yīng)?
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(chǎn)生,證明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng);
探究二:反應(yīng)后大試管中的溶液所含溶質(zhì)的成分是什么?
【提出猜想】小明認為溶質(zhì)是Na2CO3;小剛認為溶質(zhì)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(xiàn)象實驗結(jié)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(yīng)的化學方程式CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O.
【實驗拓展】同學們聯(lián)想到氫氧化鈉與稀硫酸發(fā)生中和反應(yīng)也觀察不到明顯現(xiàn)象,為了確定其反應(yīng)是否發(fā)生,由同學設(shè)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(fā)生反應(yīng)了,其原因是pH小于或等于7時,表明OH-被消耗,說明酸堿發(fā)生了反應(yīng).
【總結(jié)提高】試設(shè)計兩種不同方案證明氫氧化鈉和稀硫酸確實發(fā)生了反應(yīng),從實驗操作、實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論等方面加以說明.
 實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)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?yōu)闊o色氫氧化鈉和稀硫酸發(fā)生了反應(yīng).
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

分析 探究一:據(jù)氫氧化鈉變質(zhì)會變成碳酸鈉,碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)會產(chǎn)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(yīng)產(chǎn)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(jù)二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水寫出反應(yīng)的方程式;
【實驗拓展】根據(jù)硫酸和氫氧化鈉溶液的pH值來完成解答;
【總結(jié)提高】根據(jù)反應(yīng)時溶液的酸堿性變化或能量變化等設(shè)計實驗.

解答 解:探究一:由題意知,氫氧化鈉已變質(zhì),氫氧化鈉變質(zhì)會變成碳酸鈉,碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)會產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)產(chǎn)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(yīng)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(yīng)的現(xiàn)象應(yīng)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(fā)生了反應(yīng);故填:pH小于或等于7時,表明OH-被消耗,說明酸堿發(fā)生了反應(yīng);
【總結(jié)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(xiàn)為無色,因此可以利用酚酞試液來證明二者的反應(yīng)或酸堿中和反應(yīng)會放熱,利用溫度計測定反應(yīng)前后溶液溫度的變化也能說明酸堿反應(yīng);故答案為(合理即可):

 實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)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?yōu)闊o色氫氧化鈉和稀硫酸發(fā)生了反應(yīng).
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(yīng)探究考查的基礎(chǔ)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(zhì)與檢驗是否變質(zhì)是有區(qū)別的,檢驗變質(zhì)只需用鹽酸就可以了,而檢驗部分變質(zhì),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.

練習冊系列答案
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20.化學知識與我們的生產(chǎn)、生活息息相關(guān),請根據(jù)下列信息寫出相應(yīng)的化學方程式.
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1.在強酸性溶液中,下列各組離子可能大量共存的是(  )
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8.物質(zhì)所對應(yīng)用途錯誤的是(  )
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15.綜合實踐課時同學們對濱海某家印刷工廠排出的污水展開探究,以下是同學們的做法,請你參與其中,回答有關(guān)問題:
Ⅰ、首先用pH試紙(或pH計)檢測污水的酸堿度,測得pH>7.
Ⅱ、利用中和反應(yīng)原理測定污水中污染物(設(shè)為燒堿)的質(zhì)量分數(shù).甲、乙兩同學設(shè)計的方案分別如圖1、圖2所示:

(1)甲同學實驗時向燒杯你滴加稀鹽酸直至溶液顏色恰好變?yōu)闊o色為止,酚酞溶液的作用是指示是否恰好完全反應(yīng),防止鹽酸過量;邊滴加稀鹽酸,邊要用玻璃棒不斷攪拌的目的是使反應(yīng)充分進行;甲同學在滴加稀鹽酸一段時間后.發(fā)現(xiàn)溶液中有少量氣泡產(chǎn)生這“異常現(xiàn)象”,請用化學方程式表示產(chǎn)生這一“異,F(xiàn)條“的原因CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O.
 (2)乙同學按圖2反應(yīng)后,取少量反應(yīng)后溶液于試管中滴加酚酞試液,酚酞不變色,得出結(jié)論:兩種物質(zhì)恰好中和.你認為他的結(jié)論不正確(選填“正確“或“不正確“),理由是鹽酸過量無色酚酞不變色,若乙同學欲證明白己的猜想正確,下列試劑可以選用的是ABD
A、紫色石蕊          B、鎂條      C.AgNO3溶液       D.碳酸鈉
(3)丙同學在乙同學的方案基礎(chǔ)上,利用了連線在傳感器上的計算機,隨機繪制出了溶液的pH隨加入稀鹽酸質(zhì)量變化的曲線,結(jié)果如圖3所示,計算該污水中燒堿的濃度是4%.若丙同學改用同濃度的稀硫酸代替鹽酸來進行此反應(yīng),當?shù)渭酉×蛩嶂?8g時溶液中所含有的陰離子是SO42-

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5.尿素[CO(NH22]是一種化肥,它屬于(  )
A.磷肥B.氮肥C.鉀肥D.復(fù)合肥

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12.如圖是某同學對二氧化碳部分知識構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)圖,請根據(jù)圖中信息填空.
(1)物質(zhì)a主要成分的化學式是CH4;
(2)物質(zhì)c(C6H12O6)中C、H、O三種元素的質(zhì)量比為6:1:8;
(3)物質(zhì)d的化學式是H2CO3
(4)寫出生成物質(zhì)e的化學反應(yīng)方程式:CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O.
(5)碳的兩種氧化物可以互相轉(zhuǎn)化.寫出一個CO2轉(zhuǎn)化為CO的化學反應(yīng)方程式CO2+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO.

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9.草酸是一種酸,草酸晶體(H2C2O4•2H2O)易溶于水,熔點較低,加熱會熔化、氣化和分解.草酸(H2C2O4)與氫氧化鈣的反應(yīng):H2C2O4+Ca(OH)2═CaC2O4↓(白色)+2H2O.
【分析討論】
(1)草酸的水溶液的pH<7(填“>”、“=”、“<”)
(2)實驗室可用加熱草酸晶體分解的方法獲得CO
①先加熱草酸晶體生成CO、CO2和H2O,其化學方程式是H2C2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO2↑+3H2O↑;
②再將生成的混合氣體通過NaOH溶液吸收CO2,其化學方程式是2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O;
③最后用圖1裝置收集CO,氣體應(yīng)從b 端進入(選填“a”或“b”).

【實驗反思】
(3)甲認為圖2中試管口應(yīng)略向下傾斜,老師、同學討論后一致認為裝置是正確的,理由是防止草酸加熱熔化將導管堵塞.
(4)實驗中觀察到澄清石灰水變渾濁,乙認為一定是由草酸晶體受熱分解產(chǎn)生的CO2所導致,丙認為乙的結(jié)論不嚴密,理由是草酸加熱氣化產(chǎn)生草酸(H2C2O4)蒸氣與氫氧化鈣反應(yīng)生成CaC2O4沉淀.
【生活鏈接】菠菜營養(yǎng)豐富,但菠菜豆腐同食,易得結(jié)石(主要成分:草酸鈣晶體),小組同學對草酸鈣晶體的性質(zhì)及組成產(chǎn)生了興趣.
【性質(zhì)探究】按圖3裝置將草酸鈣晶體(CaC2O4•xH2O)樣品高溫加熱,使其完全分解并檢驗產(chǎn)生的氣體.
【問題討論】
(5)B中觀察到硫酸銅粉末變藍現(xiàn)象,說明反應(yīng)生成了水;
(6)C、G中澄清石灰水均變渾濁,說明反應(yīng)還生成CO和CO2氣體.
(7)反應(yīng)開始前通入氮氣的目的是排盡裝置內(nèi)的空氣或除去裝置中的水、二氧化碳和氧氣.
【組成確定】
(8)利用熱分析儀對草酸鈣晶體(CaC2O4•xH2O)進行熱分解,獲得相關(guān)數(shù)據(jù),繪制成固體質(zhì)量-分解溫度的關(guān)系如圖4.
①溫度為200℃左右時,晶體全部失去結(jié)晶水,晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量為1.8g.
②計算CaC2O4•xH2O中的x(CaC2O4的相對分子質(zhì)量:128),x=1.
③800℃以上時,經(jīng)檢驗殘留固體為氧化物,圖中m的值是5.6g.
④寫出固體質(zhì)量由12.8g變?yōu)?0.0g時的化學方程式CaC2O4$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO↑+CaCO3

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10.溶液是生活中的常見物質(zhì).
(1)用pH試紙檢驗白醋的酸堿性,測得的pH<7(填“>”、“<”或“=”).
(2)醫(yī)療上常用的生理鹽水中是溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為0.9%的NaCl溶液,其中的溶劑是水;病人某次輸液用了生理鹽水500mL(密度約為1g/mL),能夠為人體補充NaCl的質(zhì)量為4.5 g.

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