Question

3．在化學(xué)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(shí)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)？
（1）設(shè)計(jì)了甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證，如圖所示，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：甲--軟塑料瓶變癟，乙--“瓶吞雞蛋”．
小虎同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)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(qiáng)減�。�
小光同學(xué)卻對(duì)此提出了質(zhì)疑，他認(rèn)為以上的實(shí)驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn)，若仍利用甲裝置，需要補(bǔ)做的對(duì)比實(shí)驗(yàn)是取一個(gè)與甲裝置同樣大小和質(zhì)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(xué)認(rèn)為可利用與上述實(shí)驗(yàn)不同的原理，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案，我來幫他完成：

	實(shí)驗(yàn)步驟和方法	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
方案1			CO2和NaOH確實(shí)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)
方案2

寫出方案1所涉及到的化學(xué)方程式CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，、Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl．
（3）探究結(jié)束老師說，通過此探究實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于沒有明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)，可以從不同的角度證明反應(yīng)的發(fā)生，這些角度可以是：
①通過檢驗(yàn)反應(yīng)物減少證明反應(yīng)發(fā)生；②通過檢驗(yàn)生成物證明反應(yīng)的發(fā)生．

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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象足可以說明反應(yīng)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(yīng)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(huì)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(yīng)，也不能得出有說服性的結(jié)果．如果能證明反應(yīng)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(chǎn)生氣體或沉淀來實(shí)現(xiàn)．通過以上實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析證明反應(yīng)的發(fā)生的可行實(shí)驗(yàn)途徑．

解答 解：（1）圖甲、圖乙，在密閉的容器內(nèi)使氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳?xì)怏w，容器內(nèi)氣體減少壓強(qiáng)減�。畧D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(qiáng)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(qiáng)減��；
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(yīng)，因此二氧化碳?xì)怏w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(jié)果，還是CO₂與NaOH反應(yīng)使氣壓減小的結(jié)果．
為了說明二氧化碳的減少和氫氧化鈉有很大關(guān)系，可取同量的水做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，會(huì)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(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)：取一個(gè)與甲裝置同樣大小和質(zhì)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(gè)與甲裝置同樣大小和質(zhì)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(yàn)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(yīng)．雖然碳酸鈉溶液呈堿性，但反應(yīng)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(yàn)是否生成碳酸鈉．可以考慮常用的碳酸鹽的檢驗(yàn)方法來實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)．如方法一滴加稀鹽酸，也可以向反應(yīng)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：

	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
方法1		有氣泡產(chǎn)生
方法2	將CO2通入NaOH溶液后，再向溶液中滴加CaCl2溶液【或石灰水或BaCl2溶液或Ba（OH）2溶液】【也可仿照方案一的圖示】	出現(xiàn)白色渾濁（或產(chǎn)生白色沉淀）

CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl；
（3）通過以上實(shí)驗(yàn)可以看出，對(duì)于沒有明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)，我們可以通過檢驗(yàn)反應(yīng)物是否減少或檢驗(yàn)生成物的方法驗(yàn)證反應(yīng)是否發(fā)生；
故答：檢驗(yàn)生成物．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)比實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)物檢驗(yàn)是探究無明顯現(xiàn)象反應(yīng)是否發(fā)生的常用方法．