Question

数字技术对证明无明显现象的化学实验十分重要。 以下是CO₂与NaOH反应的数字化实验探究:

[探究的问题]确认二氧化碳与氢氧化钠发生化学反应

[进行实验]

如图所示，进行下列操作:

①连接仪器，___；

②用规格相同的锥形瓶，收集两瓶等体积的CO₂气体；

③将NaOH溶液全部推入一瓶装满 CO₂锥形瓶内振荡，采集数据；

④将注射器中的NaOH溶液换成等量的水，将水全部推入另一瓶装满CO₂锥形瓶内振荡，采集数据。

[分析和结论]

电脑记录数据如图 :

（1）此探究从密闭容器内______变化程度的视角，说明CO₂ 与NaOH溶液发生了反应。

（2）写出CO₂与NaOH反应的化学方程式_________。

[评价与反思]

（3）设计操作④的科学探究的方法叫_____，目的是要排除______的干扰因素。

（4）利用以上装置，采用不同的传感器，还可以从反应物NaOH含量变化、_________等视角说明CO₂与NaOH溶液发生了反应。

(拓展探究]某实验小组利用数字技术，试图从pH变化的视角，说明CO₂与NaOH溶液发生了反应。

实验装置及采集数据如下图。

[分析和结论]采集的数据呈下降趋势，此实验从反应物NaOH溶液中________(填离子符号)浓度减少的视角说明了CO₂与NaOH溶液发生了反应。

[评价与反思] Na₂CO₃溶液呈碱性，pH>7。 如图所示，实验刚结束时测得溶液的pH<7，排除设备故障，小组同学认为制取的CO₂中含HCl气体，你认为还可能的原因是______。

Answer

检查装置气密性 气压 对照实验 CO2 能溶于水且也能与水反应 生成新物质(或反应时的能量变化等，答案合理即可) OH- 最后二氧化碳和水反应生成了碳酸

【解析】

[进行实验]

与气体相关的实验，为防止装置漏气影响实验结果，一般地接仪器，检查装置气密性；

[分析和结论]

（1）若氢氧化钠与二氧化碳反应，容器内的气压明显变小。此探究从密闭容器内气压变化程度的视角，说明CO2 与NaOH溶液发生了反应。

（2）CO2与NaOH反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：。

[评价与反思]

（3）设计操作④的科学探究的方法叫对照实验，目的是要排除CO2 能溶于水且也能与水反应的干扰因素。

（4）化学反应是变化过程中有新物质生成的反应，化学反应中常伴随能量的变化。利用以上装置，采用不同的传感器，还可以从反应物NaOH含量变化生成新物质(或反应时的能量变化等，答案合理即可)等视角说明CO2与NaOH溶液发生了反应。

[分析和结论]

采集的数据呈下降趋势，说明pH逐渐减小，溶液的碱性减弱，此实验从反应物NaOH溶液中OH-浓度减少的视角说明了CO2与NaOH溶液发生了反应。

[评价与反思]

Na2CO3溶液呈碱性，pH>7。 如图所示，实验刚结束时测得溶液的pH<7，排除设备故障，小组同学认为制取的CO2中含HCl气体，还可能的原因是最后二氧化碳和水反应生成了碳酸。