Question

张南同学学习了碱的性质之后，知道二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应，想从实验现象证明二者能发生化学反应，于是设计了如右图所示装置．请根据实验步骤，回答下列有关问题．
（1）实验①：按图连接好装置，装置的气密性良好，先用胶头滴管将少量氢氧化钠溶液滴入吸滤瓶中，轻轻振荡容器，此过程中发生反应的化学方程式为______．
（2）实验②：过一段时间后，将分液漏斗内的稀盐酸（足量）加入吸滤瓶中，此过程中产生的现象有①______；产生此现象的原因是②______．
（3）上述实验步骤中，最能说明二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应的实验是______（填“实验①”或“实验⑦”），另一个实验不能说明二氧化碳能与氢氧化钠溶液的原因是______．

Answer 1

解：（1）氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的方程式为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（2）氢氧化钠与二氧化碳反应生成的碳酸钠会与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，同时也会使瓶内的气压变大，故看到的现象是：锥形瓶内液体中有气泡产生；U形管内A液面下降，B液面上升；产生此现象的原因是：实验①中将少量的氢氧化钠溶液滴入吸滤瓶中，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠．当把分液漏斗内的稀盐酸加入吸滤瓶时，稀盐酸与碳酸钠反应生成等量的二氧化碳气体，使装置内气体增加，压强变大，大于外界的大气压，在压强差的作用下使U形管内A液面下降，B液面上升．
（3）因为二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠，通过盐酸看到气泡产生可以证明二者确实反应了，故实验②最能说明二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应；而实验①中瓶内气压的变化的原因还可能来自二氧化碳与水的反应，故另一个实验不能说明二氧化碳能与氢氧化钠溶液的原因是；虽然看到U形管内A液面上升，B液面下降，但无法证明是二氧化碳与氢氧化钠溶液反应还是二氧化碳溶于水与水反应产生的现象．
故答案为：（1）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
（2）锥形瓶内液体中有气泡产生；U形管内A液面下降，B液面上升； 实验①中将少量的氢氧化钠溶液滴入吸滤瓶中，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠．当把分液漏斗内的稀盐酸加入吸滤瓶时，稀盐酸与碳酸钠反应生成等量的二氧化碳气体，使装置内气体增加，压强变大，大于外界的大气压，在压强差的作用下使U形管内A液面下降，B液面上升．
（3）实验②虽然看到U形管内A液面上升，B液面下降，但无法证明是二氧化碳与氢氧化钠溶液反应还是二氧化碳溶于水与水反应产生的现象．
分析：（1）根据氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水写出方程式；
（2）根据二氧化碳与氢氧化钠溶液反应先使瓶内的气压减小，后盐酸与碳酸钠反应又产生等量的二氧化碳分析；
（3）二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠使瓶内的气压变小，但二氧化碳也溶于水且与水反应液会使瓶内气压变小．
点评：本题考查了二氧化碳与氢氧化钠反应使瓶内的气压发生变化而设计的实验，但要考虑到二氧化碳溶于水且与水反应引起的压强变化的影响．