北京专版2020中考化学复习方案实验突破17碱溶液与二氧化碳反应的探究课件 30页

实验突破 ( 十七 ) 碱溶液与二氧化碳反应的探究 回归教材 一、二氧化碳与氢氧化钠是否发生反应的探究 1. 问题的提出 : 二氧化碳通入氢氧化钠溶液 , 发生反应的化学方程式为 __________ 　　　　　　　　　　　　　 , 该实验的现象是 　　　　　　 。   无明显现象 CO 2 + 2NaOH Na 2 CO 3 +H 2 O 2. 证明 CO 2 与氢氧化钠溶液发生反应的思路 (1) 证明有新物质碳酸钠生成 实验方案 实验现象 实验结论 ① 取少量反应后的溶液于试管中 , 加入过量 　　　　 振荡     二氧化碳 和氢氧化钠溶液发生了化学反应 ② 取少量反应后的 溶液于试管 中 , 加入少量 　　　　　　　 振荡     ③ 取少量反应后的溶液于试管中 , 加入少量 　　　　　　 振荡     稀盐酸 有气泡冒出 氢氧化钙溶液 有白色沉淀产生 氯化钙溶液 有白色沉淀产生 (2) 证明反应物消失 ① 证明氢氧化钠消失 : 氢氧化钠溶液显 　　 　 性 , 加入酚酞试剂后 , 溶液变成 　 　 色 , 碳酸钠溶液也显 　　　 性 , 加入酚酞试剂后 , 溶液也变成 　　　 色 , 因 此 　　　 ( 填“能”或“不能” ) 使用酚酞试剂来检验氢氧化钠是否消失。   碱 红 碱　 红 不能 实验 装置图 实验 现象                 ② 证明 CO 2 的减少 ( 有压强差产生 ) 试管内液面上升 水槽中的水倒吸进烧瓶　 气球胀大 塑料瓶变瘪 U 形管内液面左高右低 3. 思考 以上方法 , 还有不完善的地方 , 请写出原因及完善的方法 :______________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。   4. 启示 : 保存氢氧化钠溶液时应该 　 　 保存。   原因 : 因为二氧化碳能溶于水且与水反应 , 而氢氧化钠溶液中有水 , 无法证明是二氧化碳溶于水且与水反应还是二氧化碳与氢氧化钠溶液反应使压强减小。完善的方法 : 将氢氧化钠溶液换成等体积的水做对比实验 , 观察对比二者的现象 密封 二、碱变质的探究 1. 氢氧化钠变质的探究 (1) 氢氧化钠变质的原因 氢氧化钠固体敞口放置时 , 会因吸收空气中的 　　　　 而潮解 , 吸收空气中的 　　　　　 而变质 , 变质的化学方程式是 __________________________________ , 变质后质量会 　　　　 ( 填“增大”“减小”或“不变” ) 。   (2) 氢氧化钠变质情况分析 氢氧化钠在空气中敞口放置一段时间后 : ① 没有变质 , 其成分为 　 ;  ② 部分变质 , 其成分为 　 ;  ③ 完全变质 , 其成分为 　 。   水蒸气 二氧化碳 2NaOH+CO 2 Na 2 CO 3 +H 2 O 增大 NaOH NaOH 、 Na 2 CO 3 Na 2 CO 3 (3) 检验氢氧化钠是否变质的方法 检验氢氧化钠是否变质 , 实质是检验固体物质中是否有 　　 　　 , 检验的方法通常有 :  ① 加酸溶液 : 取少量样品于试管中 , 滴加 　 ,  如果产生 　　　 , 说明已变质。其反应原理用化学方程式表示为 _____________ 　 。   ② 加碱溶液 : 取少量样品于试管中 , 向其中滴加 　　　　 　 溶液 , 如果产生 　　　　　　 , 说明已经变质。其反应原理用化学方程式表示为 _____________ 　   　 。　　　　   Na 2 CO 3 足量稀盐酸 气泡 Ca(OH) 2 白色沉淀 Ca(OH) 2 + Na 2 CO 3 + 2HC l 2NaCl +CO 2 ↑ +H 2 O Na 2 CO 3 CaCO 3 ↓ +2NaOH ③ 加盐溶液 : 取少量样品于试管中 , 向其中滴加 　　 溶液 , 如果产生 　 　 　 , 说明已经变质。其反应原理用化学方程式表示为 ____________ ________________ 　　 　　 。   (4) 检验氢氧化钠的变质程度 检验氢氧化钠变质的程度 , 实质是检验是否有 　　　　 , 但在检验此物质时 , 受到 　　 　　 干扰 , 需要先加入足量的 　　　　　　　 除去干扰物质 , 然后再加入 　　　 　　　　 检验此物质的存在。   (5) 如何除去部分变质的氢氧化钠中的碳酸钠 滴加适量的 　　　　　 溶液 , 然后过滤 , 得到氢氧化钠溶液 , 再蒸发 , 得到氢氧化钠固体。   CaCl 2 白色沉淀 Na 2 CO 3 +CaCl 2 CaCO 3 ↓ +2NaCl NaOH Na 2 CO 3 CaCl 2 溶液 无色酚酞溶液 Ca(OH) 2 2. 氢氧化钙变质的探究 (1) 氢氧化钙变质的原因 氢氧化钙吸收空气中的 　　　　　 而变质 , 变质的化学方程式是 ________________ 　 ,  变质后固体质量会 　　　　 ( 填“增大”“减小”或“不变” ) 。   (2) 变质情况分析 氢氧化钙在空气中敞口放置一段时间后 : ① 没有变质 , 其成分为 　　　　　 ;  ② 部分变质 , 其成分为 　　　 　　　　　 ;  ③ 完全变质 , 其成分为 　　　 　 。   二氧化碳 Ca(OH) 2 +CO 2 CaCO 3 ↓ +H 2 O 增大 Ca(OH) 2 Ca(OH) 2 、 CaCO 3 CaCO 3 (3) 检验氢氧化钙的变质程度 取样品于试管中加入足量蒸馏水 , 振荡 , 静置 , 取上层清液于试管中 , 滴加 ______ 溶液 , 倒去上层清液 , 向试管中 , 滴加 ______________ , 如果 _________________________ , 则完全变质 ; 如果 　　　　　　　　　 　 , 则部分变质。   酚酞 酚酞变红 , 有气泡产生 足量的稀盐酸 酚酞不变色 , 有气泡产生 1. [2019 · 西城一模 ] 气体 X 可能是 O 2 、 CO 2 中的一种或两种。用图 S17-1 所示装置进行实验 ( 忽略气体的溶解 ) 。 (1) 若观察到 B 中始终未变浑浊 , 最终有 100 mL 液体进入 C, 则气体 X 的成分是 　　　　 ( 填化学式 ) 。 A 中发生反应的化学方程式为 　   　　　　　　　　 。   拓展训练 图 S17-1 [ 答案 ] (1)O 2 和 CO 2 　 2NaOH+CO 2 Na 2 CO 3 +H 2 O [ 解析 ] (1) 根据 B 中始终未变浑浊 , 说明二氧化碳全部被氢氧化钠溶液吸收 , 最终有 100 mL 液体进入 C, 即 B 中收集到的 100 mL 气体是氧气 , 故气体 X 的成分是 O 2 和 CO 2 ; 二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。 1. [2019 · 西城一模 ] 气体 X 可能是 O 2 、 CO 2 中的一种或两种。用图 S17-1 所示装置进行实验 ( 忽略气体的溶解 ) 。   (2) 若气体 X 中只含有 O 2 , 观察到的现象是   　 。   图 S17-1 [ 答案 ] (2)B 中澄清石灰水始终未变浑浊 , 最终有 400 mL 液体进入 C [ 解析 ] (2) 由于氧气不与氢氧化钠、氢氧化钙反应 , 因此 B 中澄清石灰水始终不变浑浊 , 最终有 400 mL 液体进入 C, 说明气体 X 中只含有 O 2 。 2. [2018 · 石景山二模 ] 实验小组的同学将 CO 2 通入氢氧化钠溶液时 , 没有观察到明显现象。为了能通过实验现象证明二氧化碳与氢氧化钠确实发生了反应 , 进行了以下探究。 [ 提出问题 ] 如何能观察到反应的变化过程 ? [ 查阅资料 ] NaOH 、 Na 2 CO 3 在水中的溶解度 温度 /℃ 0 10 20 30 NaOH 的溶解度 /g 42 51 109 119 Na 2 CO 3 的溶解度 /g 7.1 12.2 21.8 39.7 NaOH 、 Na 2 CO 3 在乙醇中的溶解度 [ 进行实验 ] 注 : 乙醇在实验中只作为溶剂 , 不参与化学反应。 温度 /℃ NaOH 的溶解度 /g Na 2 CO 3 的溶解度 /g 18.5~25 17.3 不溶 实验 实验装置 实验操作 实验现象 1 打开 弹簧夹 , 通入 CO 2 , 气球明显鼓起后关闭弹簧夹 一段 时间后 , 气球明显变瘪 （续表） 实验 实验装置 实验操作 实验现象 2 室温 下 , 向 10 mL 澄清的饱和 NaOH 溶液中通入适量 CO 2 试管 内壁出现白色固体 3 ① 室温下 , 向 10 mL 饱和的 NaOH 乙醇溶液中缓慢通入适量 CO 2 甲 中出现白色沉淀 , 乙中无明显现象 ② 滴入稀盐酸 甲 中有气泡生成 , 乙中澄清石灰水变浑浊 [ 解释与结论 ] (1) 二氧化碳与氢氧化钠反应的化学方程式为 　 　　　　　　　　 。 (2) 实验 1 中 , 气球明显变瘪的原因是 　 　　　　　　　　　　　　　 。   CO 2 与 NaOH 反应 , 使压强变小 CO 2 +2NaOH Na 2 CO 3 +H 2 O (3) 实验 2 中 , 试管内壁上出现白色固体的原因是 　　　　　　 　　 。 [ 答案 ] ( 3) 生成碳酸钠的质量大于原溶液中氢氧化钠的质量 , 碳酸钠的溶解度小于氢氧化钠的溶解度 [ 解析 ] (3) 二氧化碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠和水 , 由于生成碳酸钠的质量大于原溶液中氢氧化钠的质量 , 且碳酸钠的溶解度小于氢氧化钠的溶解度 , 所以实验 2 中 , 试管内壁上出现白色固体。 [ 解释与结论 ] (4) 实验 3 甲中出现白色沉淀的原因是 　　　　　　　 　 。   [ 答案 ] ( 4) 二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠 , 碳酸钠不溶于乙醇 [ 解析 ] (4) 实验 3 甲中通入二氧化碳后 , 二氧化碳与氢氧化钠发生反应生成了碳酸钠 , 而碳酸钠不溶于乙醇 , 所以甲中出现白色沉淀。 [ 解释与结论 ] (5) 实验 3 中操作 ② 的目的是 　　　　　　　　　　　 。   [ 答案 ] (5) 证明二氧化碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠 [ 解析 ] (5) 碳酸钠能与盐酸反应生成二氧化碳气体 , 二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊 , 所以实验 3 中操作②的目的是证明二氧化碳与氢氧化钠发生反应生成了碳酸钠。 [ 反思与评价 ] (6) 实验 1 是从 　　　　 ( 填“反应物消耗”或“新物质生成” ) 角度证明化学反应发生。   [ 答案 ] ( 6) 反应物消耗 [ 解析 ] (6) 实验 1 是通过通入二氧化碳气体与氢氧化钠反应 , 改变了装置内的压强 , 从反应物消耗角度来证明化学反应的发生。 3. 化学小组的同学探究二氧化碳与氢氧化钠的反应 , 实验方案如下 : (1) 步骤 ① 中气球鼓起的原因可能是   　 。   (2) 步骤 ② 中的操作是 　　 　　　　 , 其目的是 __________________________ 　　 　　　　 。   实验装置 实验步骤 实验现象 ① 将注射器 1 中的溶液推入充有 CO 2 的瓶中 气球鼓起 ② …… 无 明显现象 ③ 将注射器 2 中的溶液推入瓶中 溶液 中有气泡产生 , 气球变瘪 ④ 向外拉注射器 3 澄清 石灰水变浑浊 向外拉注射器 3 NaOH 溶液吸收 CO 2 , 装置内压强变小 证明步骤 ① 将装置内的 CO 2 完全吸收 3. 化学小组的同学探究二氧化碳与氢氧化钠的反应 , 实验方案如下 : (3) 步骤 ④ 中发生反应的化学方程式为 　　 　　　　　　　　　　　 。   (4) 本实验的结论是 　 。   实验装置 实验步骤 实验现象 ① 将注射器 1 中的溶液推入充有 CO 2 的瓶中 气球鼓起 ② …… 无 明显现象 ③ 将注射器 2 中的溶液推入瓶中 溶液 中有气泡产生 , 气球变瘪 ④ 向外拉注射器 3 澄清 石灰水变浑浊 CO 2 能和 NaOH 溶液反应 Ca(OH) 2 +CO 2 CaCO 3 ↓ +H 2 O 4. [2019 · 房山一模 ] 如图 S17-2 所示进行实验。 (1) 旋紧瓶盖后振荡 , 观察到的现象为 　 。   [ 答案 ] (1) 软塑料瓶变瘪 [ 解析 ] (1) 由于二氧化碳与氢氧化钠反应 , 使瓶内压强变小 , 观察到软塑料瓶变瘪。 图 S17-2 4. [2019 · 房山一模 ] 如图 S17-2 所示进行实验。 (2) 判断该实验能否证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应 , 并说明理由 :   　 。 图 S17-2 [ 答案 ] (2) 不能证明 ; 因为 NaOH 溶液中含有水 , 二氧化碳能溶于水且能与水发生反应 , 也会使瓶内压强减小 , 使瓶子变瘪 [ 解析 ] (2) 该实验不能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应 , 因为 NaOH 溶液中含有水 , 二氧化碳能溶于水且能与水发生反应 , 也会使瓶内压强减小 , 使瓶子变瘪。 5. 兴趣小组用下列装置研究 NaOH 固体的变质程度。 [ 资料 ] 二氧化碳气体难溶于饱和 NaHCO 3 溶液。 步骤 1: 在 B 中放入 5 g 变质的 NaOH 固体样品 , 乙中盛满饱和 NaHCO 3 溶液。 步骤 2: 将装置按照 …… 连接后 , 打开 K 2 , 关闭 K 1 , 将 A 中的稀硫酸 ( 足量 ) 滴入 B 中 , 充分反应后 , 待装置冷却至室温 , 测得丙中液体体积为 V 1 。 步骤 3: 将 B 中样品换成 5 g 的 Na 2 CO 3 固体 , 重复上述操作 , 最终测得丙中液体体积为 V 2 。 图 S17-3 (1) 步骤 2 中装置的连接顺序是 　　　　　　　 ( 填接口序号 ) 。   (2) 步骤 3 的实验现象是 　 。   (3) 若 V 2 = 5 V 1 ,5 g NaOH 固体样品中未变质的 NaOH 的质量为 　　 g 。   图 S17-3 a→c→b→d 甲中有气泡产生 , 乙中的液体被排到丙中 4 6. 甲、乙、丙三位同学对一瓶实验室久置的 NaOH 溶液变质程度进行实验探究。 (1) 甲同学取少量该溶液于试管中 , 滴加 2~3 滴酚酞溶液 , 观察到 　　　 　　 , 他认为该溶液未变质。   (2) 乙同学查阅资料获知 ,Na 2 CO 3 溶液遇指示剂变色与 NaOH 溶液相同 , 认为甲同学的检验方法不正确。乙同学取少量该溶液于试管中 , 加入足量稀盐酸 , 观察到 　　 　 　　 , 他认为已完全变质。写出此现象的化学方程式 :____________ 　　　　　　　　　 　　　 。   溶液变为红色 有气泡产生 Na 2 CO 3 + 2HCl 2NaCl+CO 2 ↑ +H 2 O 6. 甲、乙、丙三位同学对一瓶实验室久置的 NaOH 溶液变质程度进行实验探究。 (3) 丙同学认为乙同学的实验结论不严谨 , 他的猜想是 　　　　　　　 。他用如下实验方案来证明自己的猜想 :  ① 取少量该溶液于试管中 , 先加入足量的 CaCl 2 溶液 , 产生白色沉淀 , 说明原溶液中存在   ( 填化学式 ) 。 ② 静置后取上层清液于另一支试管中 , 加入 2~3 滴酚酞溶液 , 观察到溶液变红色 , 说明原溶液中存在 　　　　 。   溶液部分变质 Na 2 CO 3 NaOH