15. 将二氧化碳通入氢氧化钠溶液没有明显现象,某小组设计如图8-15所示的实验研究两者是否发生了反应。

(1)氢氧化钙与二氧化碳反应后溶液出现白色沉淀,氢氧化钠与二氧化碳反应无明显现象。现象不同的原因是碳酸钙难溶于水,而碳酸钠
(2)实验①中,向盛有二氧化碳的软塑料瓶中倒入氢氧化钠溶液,拧紧瓶盖后振荡,现象是
(3)实验②中,关闭弹簧夹,将分液漏斗中的氢氧化钠溶液注入试剂瓶中,片刻后打开弹簧夹,现象是
(4)有同学认为上述两个实验的现象也有可能是因为二氧化碳溶于水而产生的,所以应补充实验。请设计补充实验,将实验步骤及实验现象填写在下表中。

实验步骤 实验现象 结论
氢氧化钠与二氧化碳确实发生了反应
(1)氢氧化钙与二氧化碳反应后溶液出现白色沉淀,氢氧化钠与二氧化碳反应无明显现象。现象不同的原因是碳酸钙难溶于水,而碳酸钠
易
(填“易”或“不易”)溶于水。(2)实验①中,向盛有二氧化碳的软塑料瓶中倒入氢氧化钠溶液,拧紧瓶盖后振荡,现象是
软塑料瓶变瘪
。(3)实验②中,关闭弹簧夹,将分液漏斗中的氢氧化钠溶液注入试剂瓶中,片刻后打开弹簧夹,现象是
烧杯中的水倒吸入试剂瓶
,产生该现象的原因是二氧化碳与氢氧化钠反应使试剂瓶内气压变小,导致水倒吸
。(4)有同学认为上述两个实验的现象也有可能是因为二氧化碳溶于水而产生的,所以应补充实验。请设计补充实验,将实验步骤及实验现象填写在下表中。
实验步骤 实验现象 结论
氢氧化钠与二氧化碳确实发生了反应
答案
15. (1)易 (2)软塑料瓶变瘪 (3)烧杯中的水倒吸入试剂瓶 二氧化碳与氢氧化钠反应使试剂瓶内气压变小,导致水倒吸 (4)实验步骤:用与实验①相同的软塑料瓶,收集一瓶二氧化碳,倒入与实验①中氢氧化钠溶液相同体积的水,拧紧瓶塞,充分振荡;实验现象:软塑料瓶变瘪,但变瘪的程度比实验①小;结论:氢氧化钠与二氧化碳确实发生了反应
解析
【分析】
本题围绕“二氧化碳与氢氧化钠反应无明显现象,如何验证反应发生”展开,解题思路是:通过对比碳酸钙与碳酸钠的溶解性差异,解释氢氧化钠与二氧化碳反应无明显现象的原因;利用二氧化碳与氢氧化钠反应会消耗气体、使装置内气压减小的原理,分析实验①②的现象;最后通过设计对比实验,排除二氧化碳溶于水的干扰,验证反应确实发生。
【解析】
(1)氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀,是因为碳酸钙难溶于水;而氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠,碳酸钠易溶于水,因此无明显现象,故填“易”。
(2)向盛有二氧化碳的软塑料瓶中倒入氢氧化钠溶液,二氧化碳与氢氧化钠反应,瓶内二氧化碳气体被消耗,瓶内气压小于外界大气压,因此软塑料瓶变瘪。
(3)将氢氧化钠溶液注入盛有二氧化碳的试剂瓶中,二氧化碳与氢氧化钠反应,试剂瓶内气压减小;打开弹簧夹后,外界大气压将烧杯中的水压入试剂瓶,因此观察到烧杯中的水倒吸入试剂瓶,原因是二氧化碳与氢氧化钠反应使试剂瓶内气压变小,导致水倒吸。
(4)要排除二氧化碳溶于水导致气压减小的干扰,需设计对比实验:用与实验①相同的软塑料瓶,收集一瓶二氧化碳,倒入与实验①中氢氧化钠溶液相同体积的水,拧紧瓶塞,充分振荡;观察到软塑料瓶变瘪,但变瘪的程度比实验①小,说明二氧化碳不仅溶于水,还与氢氧化钠发生了反应,因此氢氧化钠与二氧化碳确实发生了反应。
【答案】
(1)易;(2)软塑料瓶变瘪;(3)烧杯中的水倒吸入试剂瓶;二氧化碳与氢氧化钠反应使试剂瓶内气压变小,导致水倒吸;(4)实验步骤:用与实验①相同的软塑料瓶,收集一瓶二氧化碳,倒入与实验①中氢氧化钠溶液相同体积的水,拧紧瓶塞,充分振荡;实验现象:软塑料瓶变瘪,但变瘪的程度比实验①小;结论:氢氧化钠与二氧化碳确实发生了反应。
【知识点】
碱的化学性质、二氧化碳的性质、对比实验设计
【点评】
本题以无明显现象的化学反应探究为载体,考查学生对碱的化学性质、二氧化碳性质的理解,以及对比实验的设计与分析能力,是初中化学实验探究的典型题型,有助于培养学生的科学探究思维。
【难度系数】
0.6
本题围绕“二氧化碳与氢氧化钠反应无明显现象,如何验证反应发生”展开,解题思路是:通过对比碳酸钙与碳酸钠的溶解性差异,解释氢氧化钠与二氧化碳反应无明显现象的原因;利用二氧化碳与氢氧化钠反应会消耗气体、使装置内气压减小的原理,分析实验①②的现象;最后通过设计对比实验,排除二氧化碳溶于水的干扰,验证反应确实发生。
【解析】
(1)氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀,是因为碳酸钙难溶于水;而氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠,碳酸钠易溶于水,因此无明显现象,故填“易”。
(2)向盛有二氧化碳的软塑料瓶中倒入氢氧化钠溶液,二氧化碳与氢氧化钠反应,瓶内二氧化碳气体被消耗,瓶内气压小于外界大气压,因此软塑料瓶变瘪。
(3)将氢氧化钠溶液注入盛有二氧化碳的试剂瓶中,二氧化碳与氢氧化钠反应,试剂瓶内气压减小;打开弹簧夹后,外界大气压将烧杯中的水压入试剂瓶,因此观察到烧杯中的水倒吸入试剂瓶,原因是二氧化碳与氢氧化钠反应使试剂瓶内气压变小,导致水倒吸。
(4)要排除二氧化碳溶于水导致气压减小的干扰,需设计对比实验:用与实验①相同的软塑料瓶,收集一瓶二氧化碳,倒入与实验①中氢氧化钠溶液相同体积的水,拧紧瓶塞,充分振荡;观察到软塑料瓶变瘪,但变瘪的程度比实验①小,说明二氧化碳不仅溶于水,还与氢氧化钠发生了反应,因此氢氧化钠与二氧化碳确实发生了反应。
【答案】
(1)易;(2)软塑料瓶变瘪;(3)烧杯中的水倒吸入试剂瓶;二氧化碳与氢氧化钠反应使试剂瓶内气压变小,导致水倒吸;(4)实验步骤:用与实验①相同的软塑料瓶,收集一瓶二氧化碳,倒入与实验①中氢氧化钠溶液相同体积的水,拧紧瓶塞,充分振荡;实验现象:软塑料瓶变瘪,但变瘪的程度比实验①小;结论:氢氧化钠与二氧化碳确实发生了反应。
【知识点】
碱的化学性质、二氧化碳的性质、对比实验设计
【点评】
本题以无明显现象的化学反应探究为载体,考查学生对碱的化学性质、二氧化碳性质的理解,以及对比实验的设计与分析能力,是初中化学实验探究的典型题型,有助于培养学生的科学探究思维。
【难度系数】
0.6
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