5. 新趋势 创新实验 (2024·黑龙江牡丹江)兴趣小组的同学为证明无明显现象反应的发生,进行了如下创新实验(装置气密性良好,药品充足,部分仪器已省略)。

温馨提示:
① 单向阀只允许气体、液体单向流动;
② 无水氯化钙干燥${HCl}$气体;
③ 常温下几种物质在乙醇中的溶解度如表:

【实验1】用装有少量含酚酞的${NaOH}$溶液的注射器,抽取适量浓盐酸,能证明反应发生的实验现象是
【实验2】在广口瓶内装入50 mL浓盐酸,瓶内会充满${HCl}$气体的原因是
按图示连接实验装置,打开弹簧夹$\mathrm{K}$和单向阀$\mathrm{a}$、$\mathrm{b}$,缓慢拉动注射器的活塞,抽取${HCl}$气体过程中,观察到广口瓶中的浓盐酸底部有气泡产生,产生该现象的原因是
温馨提示:
① 单向阀只允许气体、液体单向流动;
② 无水氯化钙干燥${HCl}$气体;
③ 常温下几种物质在乙醇中的溶解度如表:
【实验1】用装有少量含酚酞的${NaOH}$溶液的注射器,抽取适量浓盐酸,能证明反应发生的实验现象是
溶液由红色变为无色
,发生反应的化学方程式为${NaOH +HCl\xlongequal{}NaCl +H_{2}O}$
。【实验2】在广口瓶内装入50 mL浓盐酸,瓶内会充满${HCl}$气体的原因是
浓盐酸有挥发性,挥发出氯化氢气体
。按图示连接实验装置,打开弹簧夹$\mathrm{K}$和单向阀$\mathrm{a}$、$\mathrm{b}$,缓慢拉动注射器的活塞,抽取${HCl}$气体过程中,观察到广口瓶中的浓盐酸底部有气泡产生,产生该现象的原因是
气体的溶解度随压强的减小而减小
。关闭弹簧夹$\mathrm{K}$和单向阀$\mathrm{b}$,打开单向阀$\mathrm{c}$,推动注射器的活塞,片刻后观察到试管中出现的实验现象是有白色沉淀产生
,可证明反应发生。答案
5.【实验1】溶液由红色变为无色 ${NaOH +HCl\xlongequal{}NaCl +H_{2}O}$【实验2】浓盐酸有挥发性,挥发出氯化氢气体 气体的溶解度随压强的减小而减小 有白色沉淀产生
解析:【实验2】浓盐酸有挥发性,挥发出氯化氢气体,在广口瓶内装入50 mL浓盐酸,瓶内会充满HCl气体;由于气体的溶解度随压强的减小而减小,因此按题图连接实验装置,打开弹簧夹K和单向阀a、b,缓慢拉动注射器的活塞,抽取HCl气体过程中,观察到广口瓶中的浓盐酸底部有气泡产生;由题表可知,常温下,氯化钠在乙醇中的溶解度最小,关闭弹簧夹K和单向阀b,打开单向阀c,推动注射器的活塞,片刻后观察到试管中有白色沉淀产生,可证明盐酸与氢氧化钠发生反应生成了氯化钠。
解析:【实验2】浓盐酸有挥发性,挥发出氯化氢气体,在广口瓶内装入50 mL浓盐酸,瓶内会充满HCl气体;由于气体的溶解度随压强的减小而减小,因此按题图连接实验装置,打开弹簧夹K和单向阀a、b,缓慢拉动注射器的活塞,抽取HCl气体过程中,观察到广口瓶中的浓盐酸底部有气泡产生;由题表可知,常温下,氯化钠在乙醇中的溶解度最小,关闭弹簧夹K和单向阀b,打开单向阀c,推动注射器的活塞,片刻后观察到试管中有白色沉淀产生,可证明盐酸与氢氧化钠发生反应生成了氯化钠。
6. (2024·四川宜宾)某实验小组将稀盐酸逐滴加入${Na_{2}CO_{3}}$溶液中,观察到先无气泡,过一段时间后产生气泡。


【提出问题】为什么滴入稀盐酸没有立即产生气泡?
【实验探究】借助数字化实验进行探究。一定温度下,用$1.825\%$的稀盐酸与20 mL饱和${Na_{2}CO_{3}}$溶液反应,如图1所示。逐滴加入稀盐酸,采集到溶液的${pH}$随滴入稀盐酸体积的变化关系如图2所示。实验中发现$AB$段无气泡产生,$B$点后逐渐有气泡冒出,$C$点后几乎无气泡。
【查阅资料】${NaHCO_{3}}$溶液的${pH}$约为8.2。
【实验分析】(1) 图2中$A$点对应溶液的颜色是
(2) “液滴数传感器”采集的坐标数据是
(3) 随着稀盐酸滴入,溶液${pH}$
(4) 图2中$D$点对应溶液中含有的溶质有
【实验结论】(5) 稀盐酸滴入${Na_{2}CO_{3}}$溶液,反应分两段进行。$AB$段:反应的化学方程式为
【提出问题】为什么滴入稀盐酸没有立即产生气泡?
【实验探究】借助数字化实验进行探究。一定温度下,用$1.825\%$的稀盐酸与20 mL饱和${Na_{2}CO_{3}}$溶液反应,如图1所示。逐滴加入稀盐酸,采集到溶液的${pH}$随滴入稀盐酸体积的变化关系如图2所示。实验中发现$AB$段无气泡产生,$B$点后逐渐有气泡冒出,$C$点后几乎无气泡。
【查阅资料】${NaHCO_{3}}$溶液的${pH}$约为8.2。
【实验分析】(1) 图2中$A$点对应溶液的颜色是
红色
。(2) “液滴数传感器”采集的坐标数据是
稀盐酸体积
。(3) 随着稀盐酸滴入,溶液${pH}$
减小
(填“增大”“减小”或“不变”)。(4) 图2中$D$点对应溶液中含有的溶质有
HCl、NaCl
(填化学式)。【实验结论】(5) 稀盐酸滴入${Na_{2}CO_{3}}$溶液,反应分两段进行。$AB$段:反应的化学方程式为
${Na_{2}CO_{3} +HCl\xlongequal{}NaCl +NaHCO_{3}}$
。$BC$段:$AB$段的生成物继续与稀盐酸反应转化为${CO_{2}}$逸出。答案
6. (1) 红色 (2) 稀盐酸体积 (3) 减小 (4) HCl、NaCl (5) ${Na_{2}CO_{3} +HCl\xlongequal{}NaCl +NaHCO_{3}}$
解析:(1) A点$\mathrm{pH}>7$,溶液呈碱性,酚酞遇碱变红,所以对应溶液的颜色呈红色。(2) 由题图2可知,需要采集pH和稀盐酸体积数据,pH传感器采集溶液pH,则“滴滴数传感器”采集的坐标数据是稀盐酸体积。(3) 由题图2可知,随着稀盐酸的滴入(稀盐酸体积变大),溶液的pH减小。(4) D点对应$\mathrm{pH}=2$,小于7,溶液呈酸性,则盐酸过量。碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,所以D点对应溶液中含有的溶质有HCl、NaCl。(5) B点溶液$\mathrm{pH}=8.2$,而碳酸氢钠溶液的pH约为8.2,则推测B点溶质为碳酸氢钠。则AB段发生的反应是碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠和碳酸氢钠,该反应的化学方程式为${Na_{2}CO_{3} +HCl\xlongequal{}NaCl +NaHCO_{3}}$。
解析:(1) A点$\mathrm{pH}>7$,溶液呈碱性,酚酞遇碱变红,所以对应溶液的颜色呈红色。(2) 由题图2可知,需要采集pH和稀盐酸体积数据,pH传感器采集溶液pH,则“滴滴数传感器”采集的坐标数据是稀盐酸体积。(3) 由题图2可知,随着稀盐酸的滴入(稀盐酸体积变大),溶液的pH减小。(4) D点对应$\mathrm{pH}=2$,小于7,溶液呈酸性,则盐酸过量。碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,所以D点对应溶液中含有的溶质有HCl、NaCl。(5) B点溶液$\mathrm{pH}=8.2$,而碳酸氢钠溶液的pH约为8.2,则推测B点溶质为碳酸氢钠。则AB段发生的反应是碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠和碳酸氢钠,该反应的化学方程式为${Na_{2}CO_{3} +HCl\xlongequal{}NaCl +NaHCO_{3}}$。
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