二氧化碳与氢氧化钠溶液反应考题归类解析
二氧化碳与氢氧化钠溶液反应考题归类解析
湖北 罗明奎
近年来各地区的化学化学中考题中,出现了一
些有关二氧化碳与水反应、氢氧化钠溶液反应探究考题,成为中考命题的一个热点。为了使同学们对这种题型有所熟悉和运用,现将此类考题归类如下,希望同学们对学习本单元有所帮助。
1、化学课上,老师将CO 2分别通入澄清石灰水和氢氧化钠溶液中,我们观察到前者变浑,后者没有明显现象,CO 2和 NaOH是否发生了化学反应呢?甲、乙两同学设计了右图所示的A 、B 两个实验来验证,观察到现象是:装置A 软塑料变扁,装置B 活塞向上运动。
(1)甲同学认为这两个实验都可行,其反应原理都可以用化学方程式表示为 。
(2)乙同学提出了质疑,他认为这两个实验都不能证明使容器内压强变小的原因是CO 2与是CO 2溶于水,甲同学认为可以补充一个实验来回答该问题,该实验
是 。(只利用A 装置――矿泉水瓶进行)
2、某化学实验小组在探究CO 2和NaOH 是否发生反应时,小明设计出下列三种装置进行实验:
请回答以下几个问题:
(1)写出上图中标有字母的仪器名称:a ,b 。
(2)以上三个实验中,①③有明显现象,请你帮小明记录他观察到的实验现象: 实
(3)实验②因选用仪器不当导致未能观察到明显现象,请你帮小明寻找一种物品替代该装置中的广口瓶,以使实验取得成功,你将选用的物品是 ,改进后能看到的实验现象是 。
(4)小余同学提出了质疑,他认为小明实验还不足以证明CO 2与NaOH 确实发生了反应,其理由是 。
(5)小余同学又补充了设计如下实验方案来进一步证明,我来帮他完成:
验
①
。
实
验
③ 。
反应,还
(6)请你再设计一个与上述实验不同原理的实验来证明并检验CO 2和NaOH 溶液反应生成了Na 2CO 3,并将有关的实验操作、现象、结论填入下表:
3.有些化学反应有明显的现象,有些化学反应必须借助一定的装置来判断反应是否发生。在探究CO 2和NaOH 是否发生化学变化时,某校化学探究小组的同学设计了以下四种实验装置。
回答下列问题:
(1)请简单描述上述四种装置中的实验现象:
A_____________________________________________________________
B_____________________________________________________________
C_____________________________________________________________
D_____________________________________________________________
(2)上述四种实验设计所依据的共同原理是_________________________________
4、常温常压下1体积水约溶解1体积二氧化碳气体,氢氧化钠溶液与二氧化碳反应时没有明显的现象变化。某研究小组设计了下列实验装置 (所有装置的气密性良好) ,试图通过观察现象来间接证明二氧化碳与氢
氧化钠发生了反应。
A
5.化学反应往往伴随着一些现象发生,但CO 2与NaOH 溶液的反应没有明显的现象。为了通过一些现象说明CO 2与NaOH 发生了反应,某班同学分两组作了如下探究实验:
:
;
B : 。
⑵若再分别向A 、B 装置的烧杯中滴入少量氯化钙溶液,将会看到的现象是:
(1)第一组同学把一支收集有CO 2的试管倒立在装有饱和NaOH 溶液的烧杯中(如右图所示),看到试管内液面上升。这种现象是因为试管内外产生( )
A .温度差 B.重力差 C.压强差 D.浮力差
(2)第二组同学从中得到启发,也设计了如下实验装置进行探究:
A 为
现
象
为
,
,C
B 现
现
象象
(3)同学们经过分析讨论,认为第一组的实验中产生液面上升现象的原因可能有两种。
一种是因为CO 2与溶液中的NaOH 反应,消耗了CO 2,你认为另一种原因是 。
(4)为了进一步证实CO 2与NaOH 溶液已经发生了反应, 他们设计了如下方案:取上述实验后的溶液, 第一组同学滴加 ,现象为 ;
第二组同学滴加 ,现象为 。他们虽然看到的现象不同, 但都可以证实CO 2与NaOH 溶液已经发生了反应。
6.为了探究二氧化碳能与水发生反应生成具有酸性的物质,A 、B 两同学分别设计了探究实验的方案。A 同学的实验方案是将二氧化碳通入
紫色石蕊试液中,观察溶液的颜色变化,如图甲所示。B 同学的实验方案是取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥的小花,按图乙进行实验,观察小花颜色变化。请你对A 、B 两同学的实验探究方案进行评价:
为 。
①哪个同学的方案更合理:______________,方案合理的理由是 ______________。
②图甲实验中的化学方程式是 。
③图乙中第(Ⅰ)(Ⅱ)步骤的目的是说明: 。
④图乙中步骤(Ⅲ)的现象是: 。
⑤若将图乙步骤(Ⅳ)已经变色的小花从集气瓶中取出,再放到装有浓硫酸的烧杯中有空塑料板上(如右图),一段时间后,现象是: 。
参考答案
1.(1) CO2+2NaOH=Na2CO 3+H2O
(2)或做个对比实验:取两个同样大的矿泉水瓶充满CO 2后,注入同体积的水和NaOH 溶液盖上瓶盖振荡,比较两矿泉水瓶变瘪的程度等;(也可图示)
2.(1)a 烧杯;b 胶头滴管(或滴管)
(2)实验①试管内液面逐渐上升,形成水柱;实验③小气球胀大
(3)矿泉水瓶(或其它合理答案);矿泉水瓶变瘪或向内凹进
(4)NaOH 溶液中有水,CO 2又能溶于水且和水会反应,究竟是CO 2溶于水或和水会反应使气压减小的结果?还是CO 2与NaOH 反应使气压减小的结果?
(5)有气泡产生(实验步骤方法:取反应后的溶液少许于试管中,再逐滴加入稀盐酸)
(6)在反应后的溶液中(将CO 2通入NaOH 溶液后) 滴入CaCl 2溶液(或石灰水Ca(OH)2溶液或BaCl 2溶液或Ba(OH)2溶液„„) ;或在反应后的溶液中滴入稀盐酸;表明CO 2与NaOH 反应生成了Na 2CO 3
3、(1)A :溶液进入试管内 B:反应后烧杯内的水会倒吸到锥形瓶中 C:挤压滴管内的氢氧化钠溶液后,小气球会胀大 D:挤压滴管内的氢氧化钠溶液后,会形成喷泉。
(2)因二氧化碳被吸收,盛有二氧化碳的容器内的压强减小,与外界大气压形成压强差。
(3)取少量反应后的溶液于试管中,滴入稀盐酸,若有气泡产生,说明有碳酸盐存在,证明二氧化碳同氢氧化钠溶液发生了化学反应。
4.⑴B .试管内的液面明显上升;C .水槽中的水倒吸入烧瓶中;D .盛氢氧化钠溶液的试剂瓶内的长导管口有气泡产生;E .烧瓶内形成喷泉。F .瓶内小气球会胀大。
⑵A :无明显的现象变化;B :产生白色沉淀。
5.(1)C (2)A 现象:塑料瓶变瘪了,B 现象:鸡蛋进入(或部分进入) 瓶中,C 现象:气球胀大。(3)CO 2溶于水(或与水反应),消耗了CO 2;(4)稀酸,冒气泡;CaCl 2溶液(含Ca 或Ba 的溶液均可),产生白色沉淀。(两种方法不分先后)
6.(1)B 同学的方案合理;(2)B 同学进行了几个对比实验,通过观察小花颜色的变化可以说明:紫色石蕊变红不是水的作用,也不是二氧化碳的作用,而是二氧化碳与水反应生成酸的结果。
用好碳酸钠 巧解化学题
湖北 郑 群
碳酸钠(Na 2CO 3)由Na 和CO 3构成,属于强碱弱酸盐类物质,其水溶液显碱性,故而俗称“纯碱”,由于它含碳酸根离子,可以与酸类物质(都含H )反应生成二氧化碳气体,也可以与含钙或钡等离子物质反应生成沉淀(CaCO 3), 且沉淀加硝酸后能溶解。由于碳酸钠既与酸反应,也能与碱(Ca(OH)2、Ba(OH)2等)反应,还能与
盐(CaCl 2、Ba(NO3) 2等)反应,且其溶液还显碱性,故而涉及酸碱盐考题多与碳酸钠有关。
1、鉴别题
利用碳酸钠鉴别其它物质,如“用一种试剂,鉴别氢氧化钙溶液、氢氧化钠溶液、稀盐酸”。分析:被鉴别物质有两种碱和一种酸,所加试剂一定能够把两种碱鉴别出来,同时还能鉴别出酸,两种碱中一种含钙离子,酸中含氢离子,故而利用碳酸钠比较合适,实验后出现三种典型现象:产生气体、产生沉淀、无明显变化。
也可以利用类似性质鉴别含碳酸钠的多种物质,如“用一种试剂鉴别碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、硝酸银溶液”。分析:被鉴别物质中含碳酸钠,所加试剂一般用含钙钡离子或酸来鉴别,由于另外物质中含硝酸银,故而
选择盐酸比较合适,实验后产生三种典型现象:产生沉淀、产生气体、无明显变化。
2、除杂题
利用碳酸钠除去其它含钙钡离子的物质,如“除去氯化钠溶液中的氯化钙”。分析:除去氯化钠溶液中的氯化钙,实质上是要除去钙离子,所加试剂中含碳酸根离子比较合适,所以可以选择碳酸钠,与氯化钙反应生成碳
+
+
2-2+
2+
酸钙与氯化钠,过滤除去碳酸钙后得到比较纯净的氯化钠。
利用含钙钡离子物质除去碳酸根离子,如“除去硝酸钠溶液中的碳酸钠”。分析:除去硝酸钠中碳酸钠,实质是除去碳酸根离子,一般加含钙钡离子的硝酸盐比较合适(硝酸钙或硝酸钡),然后过滤除去碳酸钙或碳酸钡沉淀,得到比较纯净的硝酸钠溶液。此类型习题也可以加硝酸直接反应,不需要再过滤而直接得到硝酸钠溶液。
3、制取物质问题
利用碳酸钠制取其它物质,由于碳酸钠在自然界能够存在且在局部地区含量比较高,所以可以制取含钠的物质或含碳酸根的物质,如“制取少量氢氧化钠”。分析:由于碳酸钠含钠离子,能够与钙离子的碱(Ca(OH)2)
反应而生成氢氧化钠。
4、证明题
证明某物质里含碳酸钠,一般情况是证明含碳酸根离子,如“证明氢氧化钠里是否变质产生碳酸钠”,或“氢氧化钠是否能够与二氧化碳发生反应”。分析:氢氧化钠与碳酸钠都显碱性,故而主要证明碳酸钠里含碳酸根,
一般加入含钙钡离子或酸证明(一般产生沉淀或气体)。
5、推断题
证明某些物质里是否含有碳酸根的物质(或碳酸钠),除了加入钙钡离子化合物外,还要注意加入硝酸等确定碳酸根离子,如“有一种白色固体粉未,可能含碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、硫酸铜、硝酸钡五种物质中的一种或几种,加入水中得到无色浑浊液体;澄清后向沉淀中加入稀硝酸,沉淀全部溶解,则原固体物质中一定含什么物质?一定不含什么物质?可能含什么物质?”分析:加水得到无色浑浊液体,证明一定不含硫酸铜,能够产生白色沉淀可能是碳酸钡或硫酸钡,加入稀硝酸后沉淀全部溶解,证明全部是碳酸钡而没有硫酸钡,故而原固体一
定不含硫酸钠,一定含碳酸钠和硝酸钡,最后综合考虑确定可能含氯化钠。
6、科学探究
综合利用碳酸钠的特性完成除杂、证明等比较复杂问题,如“一名同学在做向氢氧化钠溶液里加入盐酸的实验时,发现溶液里产生气泡,他认为氢氧化钠变质产生碳酸钠,他想知道氢氧化钠是否全部变质为碳酸钠,请你帮助他用实验证明”。分析:证明氢氧化钠是否全部变成碳酸钠,实质上证明碳酸钠溶液里含氢氧化钠。由于初中课程里没有详细规定氢氧根离子与碳酸根离子的区别,教材里也没有详细介绍,所以这个问题对初中学生有一定难度。学生一般容易直接证明氢氧根离子(如加酚酞试剂或加二氧化碳或加硫酸铜),这些方法都因为碳酸钠溶液属于强碱弱酸盐显碱性而不能使用(都变红或都与二氧化碳反应或都硫酸铜反应等)!正确方法是除去碳酸根离子后再证明氢氧根离子,把问题转化为先除去溶液中的碳酸钠,然后再证明溶液中是否含有氢氧化钠,在这种正确思路下,设计实验为:向溶液里加入过量氯化钙或氯化钡等溶液(不能加入氢氧化钙等碱溶液),充分反
应后过滤,再向溶液里加入酚酞或测溶液的PH 值或加硫酸铜等证明氢氧化钠溶液。
认识碳酸钠的组成特点,掌握碳酸钠的化学性质,辨别不同问题的特点,熟悉相应问题的解决方法,一定会
提高解决类似问题的能力。