专题突破训练二氧化碳与水反应氢氧化钠溶液反应探究.docx
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专题突破训练二氧化碳与水反应氢氧化钠溶液反应探究
二氧化碳与水反应、氢氧化钠溶液反应探究
2013.4.14
2010年专题突破训练：
二氧化碳与水反应、氢氧化钠溶液反应探究
一、解答题（共6小题，满分0分）
1．化学课上，老师将CO2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，CO2和NaOH是否发生了化学反应呢？
甲、乙两同学设计了如图所示的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CO2与NaOH反应，还是CO2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CO2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：
实验① _________ ．实验③ _________ ．
（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CO2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：
实验步骤和方法
实验现象
实验结论
方案1
CO2和NaOH确实发生了化学反应
（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CO2和NaOH溶液反应生成了Na2CO3，并将有关的实验操作、现象、结论填入下表：
实验操作
实验现象
结论
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CO2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．
（1）请根据上图实验装置和下表的操作方法，将可能观察到的实验现象填入下表中：
所选
装置
操作方法
实验现象
A
将充满二氧化碳的试管倒扣在水中
试管内的液面略有上升
B
将充满二氧化碳的试管倒扣在氢氧化钠溶液中
_________
C
将氢氧化钠溶液滴入烧瓶
_________
D
将氢氧化钠溶液滴入锥形瓶
_________
E
将胶头滴管中氢氧化钠溶液挤入烧瓶
_________
（2）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：
A：
_________ ；B：
_________ ．
5．化学反应往往伴随着一些现象发生，但CO2与NaOH溶液的反应没有明显的现象．为了通过一些现象说明CO2与NaOH发生了反应，某班同学分两组作了如下探究实验：
（1）第一组同学把一支收集有CO2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现象为 _________ ，B现象为 _________ ，C现象为 _________ ．你认为以上设计能达到实验要求的是 _________ （填序号）．
（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CO2与溶液中的NaOH反应，消耗了CO2，你认为另一种原因是 _________ ，为了进一步证实CO2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CO2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同学的实验方案和课本上一样，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：
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（如图），一段时间后，现象是：
_________ ．
2010年专题突破训练：
二氧化碳与水反应、氢氧化钠溶液反应探究
参考答案与试题解析
一、解答题（共6小题，满分0分）
1．化学课上，老师将CO2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，CO2和NaOH是否发生了化学反应呢？
甲、乙两同学设计了如图所示的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 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O ．
（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CO2与NaOH反应，还是CO2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 做个对比实验：
取两个同样大的矿泉水瓶充满CO2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．（或者打开变瘪的矿泉水瓶盖，加入少量盐酸，立即盖上瓶盖，拧紧，若矿泉水瓶重新鼓起来，证明是CO2和氢氧化钠溶液发生了反应）． ．（只利用A装置﹣﹣矿泉水瓶进行）
考点：
碱的化学性质；化学实验方案设计与评价；二氧化碳的物理性质；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式．1513136
专题：
结论探究．
分析：
第一问根据氢氧化钠的性质可写出，分析压强减小的原因即可多角度设计实验证明矿泉水瓶变瘪的原因．
解答：
解：
（1）、CO2溶于NaOH溶液，生成碳酸钠和水，CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；
（2）、本题的关键是当CO2和NaOH溶液反应时，也可能同时溶于水，而且都可能导致矿泉水瓶变瘪，所以方法就有两个，一是做对比试验，取两个同样大的矿泉水瓶充满CO2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；方法二就是打开变瘪的矿泉水瓶盖，加入少量盐酸，立即盖上瓶盖，拧紧，若矿泉水瓶重新鼓起来，证明是CO2和氢氧化钠溶液发生了反应．
故填：
（1）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；
（2）、做对比试验，取两个同样大的矿泉水瓶充满CO2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．（或者打开变瘪的矿泉水瓶盖，加入少量盐酸，立即盖上瓶盖，拧紧，若矿泉水瓶重新鼓起来，证明是CO2和氢氧化钠溶液发生了反应）．
点评：
本题主要考查了学生对实验结论的分析探究能力，有利于提高学生分析问题和解决问题的能力．
2．某化学实验小组在探究CO2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 烧杯 ，b 胶头滴管（或滴管） ．
（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：
实验① 试管内液面逐渐上升，形成水柱 ．实验③ 小气球胀大 ．
（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 矿泉水瓶 ，改进后能看到的实验现象是 矿泉水瓶变瘪或向内凹进 ．
（4）小余同学提出了质疑，他认为小明实验还不足以证明CO2与NaOH确实发生了反应，其理由是 NaOH溶液中有水，CO2又能溶于水且和水会反应，究竟是CO2溶于水或和水会反应使气压减小的结果？
还是CO2与NaOH反应使气压减小的结果？
（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：
实验步骤和方法
实验现象
实验结论
方案1
CO2和NaOH确实发生了化学反应
（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CO2和NaOH溶液反应生成了Na2CO3，并将有关的实验操作、现象、结论填入下表：
实验操作
实验现象
结论
考点：
探究酸碱的主要性质；化学实验方案设计与评价；碱的化学性质；盐的化学性质．1513136
专题：
实验设计题；综合实验题；实验方法和过程的探究．
分析：
由二氧化碳和氢氧化钠发生反应时容器内气压减小分析实验现象，再根据二氧化碳和氢氧化钠反应的化学方程式可知反应时生成了碳酸钠，然后根据碳酸钠的性质进行补充实验设计，证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应．
解答：
解：
（1）a为烧杯，b为胶头滴管．
故答案为：
烧杯；胶头滴管．
（2）实验①中试管中的二氧化碳气体和烧杯中的浓氢氧化钠溶液反应后，试管内压强减小，所以试管内液面会逐渐上升，形成水柱；实验③中锥形瓶中的二氧化碳气体和胶头滴管中滴入的氢氧化钠溶液反应后，锥形瓶中压强减小，所以会观察到小气球胀大．
故答案为：
试管内液面逐渐上升，形成水柱；小气球胀大．
（3）因为广口瓶质地较硬，反应后瓶内压强减小但看不到现象，改用质地较软的矿泉水瓶后，会看到瓶子变瘪．
故答案为：
矿泉水瓶；矿泉水瓶变瘪或向内凹进．
（4）因为二氧化碳和水反应后也会使瓶内压强减小，而NaOH溶液中有水，CO2又能溶于水且和水会反应，无法证明是CO2溶于水或和水会反应使气压减小的结果，还是CO2与NaOH反应使气压减小的结果．
故答案为：
NaOH溶液中有水，CO2又能溶于水且和水会反应，究竟是CO2溶于水或和水会反应使气压减小的结果？
还是CO2与NaOH反应使气压减小的结果？
（5）向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳后若两者没有发生反应，则现在的溶液中不会有碳酸钠，若两者发生反应，则会生成碳酸钠，所以可以取反应后的溶液少许于试管中，再逐滴加入稀盐酸，若看到有气泡产生，则说明二氧化碳和氢氧化钠溶液确实发生了反应．
故答案为：
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）除了使用稀盐酸检验外，碳酸钠还可以和氯化钙溶液或氢氧化钙溶液等反应，看到沉淀生成．
故答案为：
在反应后的溶液中滴入CaCl2溶液（或石灰水Ca（OH）2溶液或BaCl2溶液或Ba（OH）2溶液）；有沉淀生成；二氧化碳确实和氢氧化钠发生了反应．
点评：
本题主要考查氢氧化钠的性质，利用不同实验设计进行现象的分析和评价，并能进行实验改进．
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CO2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 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）上述四种实验设计所依据的共同原理是 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 ．
考点：
二氧化碳的化学性质；碱的化学性质；反应现象和本质的联系．1513136
专题：
实验设计题．
分析：
（1）A、液面上升，但原因有二：
二氧化碳与水、氢氧化钠反应；为了验证是否为二氧化碳与氢氧化钠反应，可以滴入氯化钙或盐酸看是否有沉淀或气泡产生；
B、二氧化碳与氢氧化钠反应，锥形瓶内的压强减小，所以烧杯内的水会倒吸；
C、二氧化碳与氢氧化钠反应，锥形瓶内的压强减小，所以小气球会胀大；
D、二氧化碳与氢氧化钠反应，烧瓶内的压强减小，水会被大气压压入烧瓶，形成喷泉．
（2）共同原理是二氧化碳被吸收，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．
解答：
解：
（1）A、二氧化碳被消耗，与外界有气压差，所以溶液进入试管内；
B、二氧化碳与氢氧化钠反应，锥形瓶内的压强减小，所以烧杯内的水会倒吸；
C、二氧化碳被消耗，锥形瓶内的压强减小，大气压把小气球会吹大；
D、二氧化碳与氢氧化钠反应，烧瓶内的压强减小，外界压强大于内部压强，水会被大气压压入烧瓶，形成喷泉．
（2）综合上述四种实验设计所依据的共同原理是：
容器内外形成的气压差．
故答为：
（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．
点评：
本题主要考查二氧化碳的化学性质及应用，掌握碱的化学性质；学会分析反应现象和本质的联系．
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．
（1）请根据上图实验装置和下表的操作方法，将可能观察到的实验现象填入下表中：
所选
装置
操作方法
实验现象
A
将充满二氧化碳的试管倒扣在水中
试管内的液面略有上升
B
将充满二氧化碳的试管倒扣在氢氧化钠溶液中
C
将氢氧化钠溶液滴入烧瓶
D
将氢氧化钠溶液滴入锥形瓶
E
将胶头滴管中氢氧化钠溶液挤入烧瓶
（2）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：
A：
无明显的现象 ；B：
产生白色沉淀 ．
考点：
二氧化碳的化学性质；反应现象和本质的联系．1513136
专题：
学科交叉型；结合课本知识的信息．
分析：
根据氢氧化钠溶液与二氧化碳反应使装置内压强减小，再根据实际装置来分析将会出现什么现象，要联系到外界大气压，与装置内的压力差．
解答：
解：
（1）B、由于氢氧化钠能与二氧化碳反应造成装置内气压减小比较大，故试管内的液面明显上升；C、氢氧化钠能与二氧化碳反应造成装置内气压减小，在外界大气压的作用下，水被压入装置内；D、氢氧化钠能与二氧化碳反应造成装置内气压减小，导致广口瓶内气压也较小，所以外界的空气会沿着长导管进入广口瓶内；E、氢氧化钠能与二氧化碳反应造成装置内气压减小，在外界大气压的作用下，水被压入装置内，形成喷泉．
（2）向A、B装置的烧杯中滴入少量氯化钙溶液，A装置不发生反应没有现象，B装置内碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀．
故答案为：
（1）B．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．
（2）A：
无明显的现象变化；
B：
产生白色沉淀．
点评：
通过回答本题可知有些题目需要结合物理知识来回答，并且利用外界大气压与瓶内的压力差来做题．
5．化学反应往往伴随着一些现象发生，但CO2与NaOH溶液的反应没有明显的现象．为了通过一些现象说明CO2与NaOH发生了反应，某班同学分两组作了如下探究实验：
（1）第一组同学把一支收集有CO2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现象为 塑料瓶变扁了 ，B现象为 鸡蛋进入到了瓶内 ，C现象为 气球鼓起 ．你认为以上设计能达到实验要求的是 A、B、C （填序号）．
（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CO2与溶液中的NaOH反应，消耗了CO2，你认为另一种原因是 二氧化碳被水溶解了 ，为了进一步证实CO2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 足量的稀盐酸 ，现象为 有气泡产生 ；第二组同学滴加 氯化钙溶液 ，现象为 产生白色沉淀 ．他们虽然看到的现象不同，但都可以证实CO2与NaOH溶液已经发生了反应．
考点：
碱的化学性质；二氧化碳的物理性质；盐的化学性质；反应现象和本质的联系．1513136
专题：
压轴实验题；综合实验题．
分析：
主要根据压强的变化来设计实验来证明二氧化碳和氢氧化钠溶液确实发生化学变化，或者是根据验证有新的物质生成来证明化学变化的发生．
解答：
解：
（1）由于二氧化碳气体能够和氢氧化钠溶液反应导致试管内的压强减小，从而出现液面上升的现象，故答案为：
C；
（2）由于二氧化碳气体被氢氧化钠溶液吸收从而导致瓶内压强减小，从而使软塑料瓶瘪掉，去壳鸡蛋被吸入瓶中，气球涨大，故答案为：
塑料瓶变扁了，鸡蛋进入到了瓶内，气球鼓起，A、B、C
（3）由于氢氧化钠溶液中有两种物质：
氢氧化钠和水，因此试管内内的液面上升也有可能是二氧化碳溶于水引起的，为了进一步证明二氧化碳确实和氢氧化钠溶液发生了反应，也可以根据是否有新的物质生成来证明，故答案为：
CO2被水溶解了；足量的盐酸，有气泡产生；CaCl2溶液，产生白色沉淀．
点评：
本题难度较大，主要考查了某些物质的性质，并能根据物质的性质来解决相关的问题，培养学生分析问题、解决问题的能力．
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同学的实验方案和课本上一样，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：
①哪个同学的方案更合理：
B同学的方案合理 ，方案合理的理由是 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 ．
②图甲实验中的化学方程式是 CO2+H2O=H2CO3 ．
③图乙中第（Ⅰ）（Ⅱ）步骤的目的是说明：
证明醋酸能使紫色石蕊变红，而水不能使紫色石蕊变红 ．
④图乙中步骤（Ⅲ）的现象是：
无明显变化
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（如图），一段时间后，现象是：
红花又变成紫色 ．
考点：
二氧化碳的化学性质；实验探究物质的性质或变化规律；酸碱指示剂及其性质；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式．1513136
专题：
实验方法和过程的探究．
分析：
B同学用了对比实验很好的说明了二氧化碳能与水发生反应生成具有酸性的物质，A同学则没有此效果，结合二氧化碳的化学性质能与水反应生成碳酸，碳酸和醋酸都具有酸性，都能使石蕊变红，也就可以正确写方程式，根据浓硫酸具有吸水性来解释⑤
解答：
解：
B同学四个实验观察到的现象为：
实验I，石蕊花变红；实验II，石蕊花没有变红；实验III，石蕊花没有变红；实验IV，石蕊花变红．对比此四个实验可以得到：
醋酸等酸溶液可以使石蕊变红，而水、二氧化碳气体都不能使石蕊变红，有水又有二氧化碳时石蕊变红，所以B同学设计的合理．浓硫酸具有吸水性，紫色小花失去水分后，干燥的二氧化碳不能使石蕊花变红．
故答案为：
①B同学的方案合理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；
②CO2+H2O=H2CO3；
③证明醋酸能使紫色石蕊变红，而水不能使紫色石蕊变红；
④无明显变化；
⑤红花又变成紫色．
点评：
此题采取了类似“控制变量”的操作方法，对可能使石蕊变红的物质﹣﹣醋酸水、二氧化碳、碳酸逐一探究．
参与本试卷答题和审题的老师有：
笑对人生；caoyu；lili；hjyzzhll；lzhx；ls0906（排名不分先后）
菁优网
2013年4月14日
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