Question

30、化學復習課上，老師將CO₂分別通入澄清的石灰水和NaOH溶液中，我們觀察到前者變渾濁，后者無明顯現(xiàn)象．CO₂和NaOH是否確實發(fā)生了化學反應？
（1）我設計了甲、乙兩個實驗裝置來驗證，如右圖所示，實驗現(xiàn)象為：
甲──軟塑料瓶變癟，乙──“瓶吞雞蛋”
小虎同學認為上述實驗是可行的，其共同原理是

在密閉的體系里消耗CO₂，使氣體壓強減小

．
小余同學提出了質疑，他認為實驗還不足以證明CO₂與NaOH確實發(fā)生了反應，其理由是

NaOH溶液中有水，CO₂又能溶于水且可以與水反應

．
我思考后，又補充了一個實驗來回答，這個實驗是

取一個與甲裝置同樣大小和質地的軟塑料瓶，充滿CO₂后，注入與NaOH溶液體積相同的水，振蕩，比較瓶子變癟的程度

．
（2）小余同學認為可利用與上述實驗不同的原理，設計如下實驗方案，我來幫他完成：

寫出方案2中所涉及的化學方程式

CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl

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（3）由此探究，我得到的啟示是

對于無明顯現(xiàn)象的化學反應，可通過改變實驗裝置，創(chuàng)新的情境來觀察明顯的反應現(xiàn)象判斷反應的發(fā)生

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Answer 1

分析：二氧化碳通入澄清石灰水，因生成不溶的碳酸鈣而出現(xiàn)石灰水變渾濁，明顯的實驗現(xiàn)象足可以說明反應的發(fā)生．而二氧化碳通入氫氧化鈉溶液，無明顯現(xiàn)象出現(xiàn)，反應是否發(fā)生無法得到明確的判斷．僅僅借助氣體體積變化，又會因溶液中的水既能溶解二氧化碳又可以和二氧化碳發(fā)生反應，也不能得出有說服性的結果．如果能證明反應后溶液中存在碳酸鈉，即證明生成物，則可以解決上述的一系列問題．證明碳酸鹽可使用滴加稀鹽酸或其他試劑（如氯化鈣溶液）產生氣體或沉淀來實現(xiàn)．

解答：解：（1）圖甲、圖乙，在密閉的容器內使氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳氣體，容器內氣體減少壓強減小．圖甲中的塑料瓶變癟，圖乙中的雞蛋落入瓶中，都是在密閉的體系里消耗CO₂，使氣體壓強減小，從而觀察到明顯現(xiàn)象．
故答：在密閉的體系里消耗CO₂，使氣體壓強減小；
由于氫氧化鈉溶液中含有大量的水，氣體二氧化碳不但能溶于水且可以和水發(fā)生反應，因此二氧化碳氣體的減少原因在此又難以確切判斷：究竟是CO₂溶于水使氣壓減小的結果，還是CO₂與NaOH反應使氣壓減小的結果．
故答：NaOH溶液中有水，CO₂又能溶于水且可以與水反應；
為了說明二氧化碳的減少和氫氧化鈉有很大關系，可取同量的水做對比實驗，會發(fā)現(xiàn)僅是水，氣體減少的體積明顯小于氫氧化鈉溶液．做一個對比實驗：取一個與甲裝置同樣大小和質地的軟塑料瓶，充滿CO₂后，注入與NaOH溶液體積相同的水，振蕩，比較瓶子變癟的程度即可判斷．
故答：取一個與甲裝置同樣大小和質地的軟塑料瓶，充滿CO₂后，注入與NaOH溶液體積相同的水，振蕩，比較瓶子變癟的程度；
（2）可以采取驗證溶液中含有碳酸鈉的方法說明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了反應．雖然碳酸鈉溶液呈堿性，但反應前的氫氧化鈉溶液也呈堿性，因此不能使用酚酞變紅的方法來檢驗是否生成碳酸鈉．可以考慮常用的碳酸鹽的檢驗方法來實現(xiàn)檢驗．如方法一滴加稀鹽酸，也可以向反應后溶液中滴加氯化鈣溶液（或氯化鋇、氫氧化鋇等溶液），使溶液中的碳酸鈉變成沉淀．
故答：

CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl（不唯一）
（3）一些反應發(fā)生時會因無明顯現(xiàn)象而無法判斷反應是否發(fā)生，此時，簡單地實驗方法不能得到明確的結論，需要認真設計現(xiàn)象明顯的實驗或通過對比實驗來探究．
故答：對于無明顯現(xiàn)象的化學反應，可通過改變實驗裝置，創(chuàng)新的情境來觀察明顯的反應現(xiàn)象判斷反應的發(fā)生．或對比實驗是學習化學，開展科學探究的有效方法．

點評：對比實驗、反應物檢驗是探究無明顯現(xiàn)象反應是否發(fā)生的常用方法．