中考有关二氧化碳与氢氧化钠溶液反应实验题汇总.doc

二氧化碳与氢氧化钠溶液反应探究
河南师范大学附属中学 刘凤梅
将CO2分别通入Ca(OH)2、NaOH溶液中，利用反应现象的不同，可以鉴别Ca(OH)2与NaOH。2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O
CO2与Ca(OH)2反应有沉淀生成，而与NaOH反应无现象，那么CO2与NaOH是不是确实发生了反应？如何用实验证明CO2与NaOH发生了反应？
证明CO2能与NaOH反应，主要从两个方面考虑：一个是从检验产物，一个是从反应物状态的变化引起气体压强的变化考虑的。
方案一：检验CO2与NaOH反应生成了Na2CO3。
原理：在装有NaOH溶液的烧杯中通入CO2气体，过一会儿，倒入CaCl2溶液会出现沉淀物，因为CO2气体与NaOH溶液反应生成了Na2CO3，Na2CO3又与CaCl2溶液反应，生成CaCO3沉淀物。         　

方案二：CO2与NaOH的反应，是气体被吸收进溶液的反应，气体减少了，会使气体压强减小。
装置1.将充满CO2的试管倒放在水中，将另一支充满CO2的试管倒扣在NaOH溶液中，过一段时间，将观察到放入水中的试管内液面略有上升，放入NaOH溶液中的试管内液面上升较明显。说明CO2 少量与NaOH溶液中的水反应，大量的CO2 与NaOH反应。　　　　　　　　　　　　　　   　　     　　

装置2.让NaOH溶液与CO2气体反应，然后看水中导管内液面上升情况。实验后观察到水槽中导管内液面明显上升，且会吸入烧瓶内。

装置3.将NaOH 溶液放入预先收集满CO2的烧瓶中与CO2反应，使烧瓶中气体压强减小，这时观察到广口瓶内长导管不断冒气泡。           　

装置4.在两个容器中装满NaOH溶液，向A中充入CO2 气体，会看到A中长导管管口有气泡产生，但B瓶中长导管不会冒气泡。因为CO2 与A中NaOH 溶液反应后，没有CO2 进入B瓶，若CO2 不与NaOH 溶液反应，则B中长导管一定会冒气泡。       

装置5：在集气瓶中收集满CO2，迅速地倒入NaOH溶液，用一个带有U型管的橡皮塞塞紧（装置如右图所示），如果U型管中的液面发生变化，证明CO2与NaOH发生了反应。
例题：小明在探究CO2和NaOH是否发生反应时，设计出下列三种装置进行实验：

请回答以下几个问题：
（1）写出上图中标有字母的仪器名称：a              ，b             。
（2）以上三个实验中，①③有明显现象，请你帮小明记录他观察到的实验现象：
实验①                         。实验③                             。
（3）实验②因选用仪器不当导致未能观察到明显现象，请你帮小明寻找一种物品替代该装置中的广口瓶，以使实验取得成功，你将选用的物品是            ，改进后能看到的实验现象是                         。
（4）小余同学提出了质疑，他认为小明实验还不足以证明CO2与NaOH确实发生了反应，其理由是 。
NaOH溶液中有水，CO2又能溶于水且和水会反应，究竟是CO2溶于水或和水会反应使气压减小的结果？还是CO2与NaOH反应使气压减小的结果？
（5）小余同学又补充了设计如下实验方案来进一步证明，我来帮他完成：

实验步骤和方法
实验现象
实验结论
方案1

CO2和NaOH确实发生了化学反应

（6）请你再设计一个与上述实验不同原理的实验来证明并检验CO2和NaOH溶液反应生成了Na2CO3，并将有关的实验操作、现象、结论填入下表：
实验操作
实验现象
结论

考查知识点：探究酸碱的主要性质；化学实验方案设计与评价；碱的化学性质；盐的化学性质。
考试题型：实验设计题；综合实验题；实验方法和过程的探究。
解析：由二氧化碳和氢氧化钠发生反应时容器内气压减小分析实验现象，再根据二氧化碳和氢氧化钠反应的化学方程式可知反应时生成了碳酸钠，然后根据碳酸钠的性质进行补充实验设计，证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应。
（2）实验①中试管中的二氧化碳气体和烧杯中的浓氢氧化钠溶液反应后，试管内压强减小，所以试管内液面会逐渐上升，形成水柱；实验③中锥形瓶中的二氧化碳气体和胶头滴管中滴入的氢氧化钠溶液反应后，锥形瓶中压强减小，所以会观察到小气球胀大。
（3）因为广口瓶质地较硬，反应后瓶内压强减小但看不到现象，改用质地较软的矿泉水瓶后，会看到瓶子变瘪。
（4）因为二氧化碳和水反应后也会使瓶内压强减小，而NaOH溶液中有水，CO2又能溶于水且和水会反应，无法证明是CO2溶于水或和水会反应使气压减小的结果，还是CO2与NaOH反应使气压减小的结果。
（5）向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳后若两者没有发生反应，则现在的溶液中不会有碳酸钠，若两者发生反应，则会生成碳酸钠，所以可以取反应后的溶液少许于试管中，再逐滴加入稀盐酸，若看到有气泡产生，则说明二氧化碳和氢氧化钠溶液确实发生了反应。
（6）除了使用稀盐酸检验外，碳酸钠还可以和氯化钙溶液或氢氧化钙溶液等反应，看到沉淀生成。
点评：本题主要考查氢氧化钠的性质，利用不同实验设计进行现象的分析和评价，并能进行实验改进。
答案：（1）a为烧杯，b为胶头滴管。
（2）试管内液面逐渐上升，形成水柱；小气球胀大。
（3）矿泉水瓶；矿泉水瓶变瘪或向内凹进。
（4）NaOH溶液中有水，CO2又能溶于水且和水会反应，究竟是CO2溶于水或和水会反应使气压减小的结果？还是CO2与NaOH反应使气压减小的结果？
（5）有气泡产生（实验步骤方法：取反应后的溶液少许于试管中，再逐滴加入稀盐酸）。
（6）在反应后的溶液中滴入CaCl2溶液（或石灰水Ca（OH）2溶液或BaCl2溶液或Ba（OH）2溶液）；有沉淀生成；二氧化碳确实和氢氧化钠发生了反应。
练习
1.（2009年河南中考22）右图是某同学设计的趣味实验装置，其气密性良好。
（1）若胶头滴管中的物质是浓NaOH溶液，锥形瓶中充满CO2，则挤压胶头滴管后能观察到什么现象？并写出有关反应的化学方程式。
2.（2011年河南中考21）(4)右边是某趣味实验装置图。挤压胶头滴管后，可观察到气球胀大的现象。请分析其原因,并写出化学方程式。

3.（2009年河南预赛34）某化学兴趣小组设计了下列三组实验装置，试图通过观察实验现象说明CO2与NaOH溶液可能发生了反应。

A B C
（1）请写出CO2与过量的NaOH发生反应的化学方程式。
（2）选择任意一组装置，简述预计出现的实验现象，解释产生该现象的原因。
4.（2011年河南竞赛10）如右图所示的甲、乙两个装置中，胶头滴管中吸入某种液体，平底烧瓶中充入(或放入)另一种物质，挤压胶头滴管加入液体，一段时间后两装置中的气球都明显胀大(忽略液体体积对气球体积的影响)。则滴管和烧瓶中所用试剂可能是

甲
乙
A
稀硫酸和铜片
水和 CO2
B
双氧水和MnO2
NaOH溶液和CO2
C
Na2CO3溶液和稀硫酸
NaOH溶液和SO2
D
H2O和NH3
硝酸银溶液和HCl

5.有些化学反应有明显的现象，有些化学反应必须借助一定的装置来判断反应是否发生．在探究CO2和NaOH是否发生化学变化时，某校化学探究小组的同学设计了以下四种实验装置。

回答下列问题：
（1）请简单描述上述四种装置中的实验现象：
A ；B ；

C ；D 。
（2）上述四种实验设计所依据的共同原理是 。
6.化学课上，老师将CO2分别通入澄清石灰水和氢氧化钠溶液中，我们观察到前者变浑，后者没有明显现象，CO2和 NaOH是否发生了化学反应呢？甲、乙两同学设计了如图所示的A、B两个实验来验证，观察到现象是：装置A软塑料变扁，装置B活塞向上运动。
（1）甲同学认为这两个实验都可行，其反应原理都可以用化学方程式表示为 。
（2）乙同学提出了质疑，他认为这两个实验都不能证明使容器内压强变小的原因是CO2与NaOH反应，还是CO2溶于水，甲同学认为可以补充一个实验来回答该问题，该实验是 （只利用A装置--矿泉水瓶进行）。
答案：1.（1）U形管中红墨水的液面左高右低（或被吸入锥形瓶中）等。（1分 ）
2.答案：(4)CO2被浓NaOH溶液吸收，锥形瓶内的气压成小，外界大气压大于锥形瓶内的气压，使气球胀大。 (1分) 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O (1分)
3.（1）CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O（1分）
（2）A：水槽中的水进入烧瓶中（1分） CO2与NaOH溶液发生反应，使烧瓶内的气体压强减小（2分）（或B：试管内液面上升，水槽内的液面下降 CO2与的NaOH溶液反应，使试管内的气体压强减小；或C：烧杯内的水进入广口瓶b中， 广口瓶b中的水进入广口瓶a中 CO2与的NaOH溶液发生反应，使瓶a内的气体压强减小）
4. BC
5.（1）A.溶液进入试管内
B.反应后烧杯内的水会倒吸到锥形瓶中
C.挤压滴管内的氢氧化钠溶液后，小气球会胀大
D.挤压滴管内的氢氧化钠溶液后，会形成喷泉
（2）因二氧化碳被吸收，盛有二氧化碳的容器内的压强减小，与外界大气压形成压强差。
6.（1） CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O（2）做个对比实验：取两个同样大的矿泉水瓶充满CO2后，注入同体积的水和NaOH溶液盖上瓶盖振荡，比较两矿泉水瓶变瘪的程度．（或者打开变瘪的矿泉水瓶盖，加入少量盐酸，立即盖上瓶盖，拧紧，若矿泉水瓶重新鼓起来，证明是CO2和氢氧化钠溶液发生了反应）。

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