Question

化学反应中有些反应没有明显现象，需要设计实验证明化学反应是否发生。中考前夕，彦飞学习小组的同学们来到实验室，利用所学知识对“氢氧化钠溶液与二氧化碳能否发生反应？”进行再探究。

（提出问题）氢氧化钠溶液与二氧化碳能否发生反应？

（猜想假设）小中：不能发生反应。小雅：可以发生反应。

（实验探究）小中同学设计实验如图1所示：

（评价交流）（1）小中的实验_____（填“能”或“不能”）得出正确结论。小雅也选择了和小中一样的实验装置，将药品“几滴酚酞溶液”换成了“足量稀盐酸”，实验过程中，刚开始注入稀盐酸一段时间内未观察到明显现象，请你解释原因②_____。小雅的实验需要保证稀盐酸为足量，若将稀盐酸换为③_____，则不需保证加入的试剂为足量也可得出结论。

（改进实验）（2）同学们从装置上进行创新，已知实验前A、B装置底部液体体积、注射器内二氧化碳的体积以及气球的体积均相等，且装置气密性良好。推尽CO₂一段时间后，观察到两装置的变化情况如图2，请分析回答：

①已知A、B装置底部分别盛有水和NaOH溶液中的一种，请你根据实验现象推测，盛有NaOH溶液的装置是_____（选填“A”或“B”）；需要另一装置用等量的水做实验的目的是_____。

（拓展应用）（3）同学们又从数据表达的形式上进行创新，对另一个典型的没有现象的反应“NaOH溶液和稀盐酸的反应”进行了再探究，绘制出如图所示的两幅曲线图3、图4：由图3曲线可知，此反应是一个放热反应，图4曲线上A点所对应的溶液中的离子组成是_____（填离子符号）。

Answer

不能 氢氧化钠过量，盐酸先与氢氧化钠反应生成水和氯化钠，无明显现象发生 氯化钙溶液 B 排除二氧化碳溶于水、及二氧化碳与水反应对实验的干扰 Na+、Cl﹣、OH﹣

【解析】

氢氧化钠与碳酸钠同时存在时，盐酸先与氢氧化钠，此反应无气体和沉淀生成，无法观察实验现象，碳酸根与钙离子生成碳酸钙沉淀。

[评价交流]（1）氢氧化钠和碳酸钠形成的溶液都显碱性，加入酚酞都变红，故小中的实验不能判断氢氧化钠与二氧化碳是否发生了反应，加入盐酸，盐酸先与未反应完的氢氧化钠发生中和反应，此时无气体和沉淀生成，只有水和可溶性的盐生成，所以观察不到现象，故原因是氢氧化钠过量，盐酸先与氢氧化钠反应生成水和氯化钠，无明显现象发生。二氧化碳与氢氧化钠反应后生成碳酸钠和水，碳酸钠中碳酸根可与钙离子生成沉淀，因此加入含有钙离子的溶液，根据是否有沉淀，判断二氧化碳与氢氧化钠是否发生反应，故将稀盐酸换为氯化钙溶液，则不需保证加入的试剂为足量也可得出结论。

[改进实验]（2）①二氧化碳与氢氧化钠反应，气体被吸收，内部气体减少，压强变小，外界大气压将气球压瘪，所以气球变小的为盛有氢氧化钠溶液的装置，故盛有NaOH溶液的装置是B，氢氧化钠溶液中有水，为了排出水的影响，需要进行对照实验，排出水的影响，故需要另一装置用等量的水做实验的目的是排除二氧化碳溶于水、及二氧化碳与水反应对实验的干扰。

[拓展应用]（3）由A点pH可知此时溶液显碱性，氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，氯化钠显中性，而溶液显碱性，说明氢氧化钠有剩余，所以溶质为氯化钠和氢氧化钠，离子为钠离子、氯离子和氢氧根离子，离子符号为Na+、Cl﹣、OH﹣。