Question

【題目】為探究CO2與NaOH溶液發生的反應，某興趣小組嘗試用不同的方式進行實驗。

（查閱資料）

Ⅰ.20℃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。

（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，小亮取實驗一所得溶液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CaCl2溶液的原因是_____________________________________。

(3)實驗三：小華取實驗一所得溶液X少許，向其中加入過量的BaCl2溶液，振蕩，靜置，取上層清液，滴入1滴酚酞試液，發現溶液呈____色，證明溶液X中有NaOH剩余。實驗中，小華沒有直接向少量溶液X中滴入酚酞試液，理由是___________________________________。

(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，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 BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl 氯化鈣溶液與氫氧化鈉溶液也會生成微溶的氫氧化鈣 紅 碳酸鈉溶液顯堿性，也能使酚酞變紅 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應放熱 能量

【解析】探究CO2與NaOH溶液發生的反應。【實驗探究】(1)實驗一：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；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瓶子變癟，且比裝水的更癟，二氧化碳與NaOH溶液反應生成碳酸鈉和水，使瓶內氣壓降低，壓強減小。實驗中，采用兩只礦泉水瓶做對比實驗的目的是證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應。(2)實驗二：為檢驗CO2與NaOH溶液反應的產物，取實驗一所得溶液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BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。實驗中不宜將BaCl2溶液換成CaCl2溶液的原因是氯化鈣溶液與氫氧化鈉溶液也會生成微溶的氫氧化鈣。(3)實驗三：取實驗一所得溶液X少許，向其中加入過量的BaCl2溶液，振蕩，靜置，取上層清液，滴入1滴酚酞試液，發現溶液呈紅色，證明溶液X中有NaOH剩余，氫氧化鈉溶液呈堿性，遇酚酞試液變紅。實驗中，沒有直接向少量溶液X中滴入酚酞試液，理由是碳酸鈉溶液顯堿性，也能使酚酞變紅。(4)實驗四：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。由圖中信息知，圖1中，BC段發生反應的化學方程式為Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3。圖2中，DE段溫度變化的原因是二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應放熱。【反思感悟】(5)實驗從CO2減少、NaOH減少，Na2CO3生成等物質的變化，以及能量轉化等視角多維度探究CO2與NaOH發生了反應，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”。

點睛∶CO2與水，NaOH溶液均反應。碳酸鈉溶液和NaOH溶液均顯堿性，均能使酚酞變紅。