北京专版中考化学基础复习专项突破三实验原理分析之二氧化碳和氢氧化钠反应的探究练习

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图Z3－1
(1)写出图中标有字母的仪器名称：a__________；b____________。
(2)以上三个实验中，B、C两个实验有明显现象，请你记录该同学所观察到的实验现象：
实验B：________________________________________________________________________；
实验C：________________________________________________________________________。
(3)实验A因选用的仪器不当导致未能观察到明显现象，请你寻找一种物品替代该装置中的烧瓶，使实验获得成功，你将选用的物品是__________。
(4)请你进一步设计实验来检验CO2和NaOH溶液反应生成了Na2CO3，实验方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．[2017·石景山一模] 实验小组同学用完全相同的4个充满二氧化碳的软塑料瓶验证二氧化碳的化学性质。
已知：通常状况下，1体积的水约能溶解1体积二氧化碳。
(1)实验一中发生反应的化学方程式为__________________________；实验二中发生反应的化学方程式为____________________________________。
(2)上述4个实验中，验证了CO2能与NaOH反应的实验有__________________(填序号)。
(3)请判断实验1能否证明二氧化碳与水反应？并说明理由_________________________________________。
3．[2016·门头沟一模] 利用如图Z3－2装置验证二氧化碳的部分性质，进行如下实验(甲、乙试剂瓶的体积均为 250 mL)。
图Z3－2
实验一：若乙中盛有用紫色石蕊溶液染成的干燥的纸花，关闭K1，打开K2，通入潮湿的CO2气体，紫色纸花不变色，则甲中所盛试剂可能是________________________。关闭K2，打开K1，通入潮湿的CO2气体，紫色纸花变红，用化学方程式解释纸花变红的原因：________________________________________________________________________。
实验二：若甲中盛有100 mL NaOH溶液，乙中盛有100 mL Ca(OH)2溶液。验证二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。
资料：通常状况下，1体积的水约能溶解1体积二氧化碳。
(1)甲中发生反应的化学方程式为______________________________________。
(2)你设计的实验方案是______________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
4．[2016·延庆一模] 如图Z3－3是某研究性学习小组进行CO2与NaOH溶液反应的探究实验装置。
[查阅资料] 水的沸点与气体压强有关，气体压强小，沸点低；气体压强大，沸点高。
[实验探究] 实验步骤如下：
步骤①：如图所示，锥形瓶A盛满CO2气体，锥形瓶B盛有96 ℃以上但未沸腾的热水，烧杯中加入同样温度的热水(起保持锥形瓶B中水温恒定的作用)；
步骤②：取2支注射器，一支抽取20 mL水，另一支抽取20 mL浓NaOH溶液；
步骤③：将注射器中20 mL水注入锥形瓶A中，振荡后观察，锥形瓶B中的热水没有沸腾；
步骤④：取下盛水的注射器，再将盛20 mL浓NaOH溶液的注射器迅速连接到锥形瓶A上，注入该溶液并振荡，观察到明显的现象。
图Z3－3
(1)实验开始前，依图连接好装置(锥形瓶A、B和烧杯均未盛装物质)，将一支空注射器连接到锥形瓶A上，并将其活塞缓慢向上拉，几秒后松手，观察活塞是否复位，这个操作的目的是__________________________。
(2)锥形瓶A中CO2与NaOH溶液反应的化学方程式是__________________________________________。
(3)步骤④锥形瓶B中产生的明显现象是________________；产生明显现象的原因是__________________________。
5．化学兴趣小组的同学们在课外活动中设计了以下实验(如图Z3－4所示)研究某混合气体的组成。
图Z3－4

图Z3－5
(1)第一组：取三支试管，在其容积的二分之一处做标记。分别充满气体(甲为CO2，乙为A气体，丙为CO2和A的混合气体)后倒扣在NaOH溶液中。最终观察到的实验现象如图Z3－4所示(压强差忽略不计)。据此推测，气体A的性质有______________________。
(2)第二组：同学们利用如图Z3－5所示的装置进行实验。实验步骤：关闭止水夹，向充满丙气体的集气瓶中注入10 mL NaOH溶液(足量)，充分反应后，冷却至室温，打开止水夹。观察到的实验现象是______________________________________________________。实验过程中发生反应的化学方程式为___________________________________________、________________________________________________。
6．[2017·西城二模] 某化学小组同学用图Z3－6所示的三套装置进行二氧化碳性质的探究。
已知：15 ℃、101 kPa下，1体积水约能溶解1体积的二氧化碳。
图Z3－6
(1)A和B中质地较软的塑料瓶容积相等，装置的气密性良好，且充满CO2。将A的瓶盖打开，加入体积约为塑料瓶容积eq \f(1,3)的蒸馏水，旋紧瓶盖后充分振荡；向B中也注入体积约为塑料瓶容积eq \f(1,3)的蒸馏水，充分振荡。
①A中观察到的实验现象是____________。
②B中塑料瓶无明显变化，其原因是_________________________________________________。
(2)用传感器测量C装置中圆底烧瓶内压强的变化。
①某同学检验C装置气密性。图Z3－7甲中图像说明装置气密性良好，该同学进行的操作是__________________________________________。
②在圆底烧瓶中充满CO2，通过注射器向瓶中注入液体。图乙是向C装置中分别加入同体积水和氢氧化钠溶液得到的气压变化图像，其中表示氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应的曲线是______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
图Z3－7
参考答案
1．(1)试管 烧杯
(2)烧瓶中的气球逐渐鼓起
试管中的液面逐渐上升
(3)软塑料瓶
(4)从烧杯(或烧瓶)中取少量液体于试管中，并向试管中滴加过量稀盐酸
2．(1)CO2＋H2O===H2CO3
Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
(2)4；1和3；2和3
(3)不能；因为通常情况下，1体积水能溶解1体积二氧化碳，该实验没有证明有碳酸生成
[解析] (2)要想通过压强变化验证二氧化碳与氢氧化钠的反应，首先要排除水的干扰，实验4选择氢氧化钠固体与二氧化碳反应，排除水的干扰，可行；实验1和实验3，实验2和实验3，是两组对比实验，通过与同体积水反应，根据实验中瓶子变瘪程度不同，对比得出二氧化碳与氢氧化钠及氢氧化钙反应，也可行。(3)二氧化碳除了可以和水反应外，二氧化碳还能溶于水，仅凭瓶子变瘪不能够说明二氧化碳与水反应了。
3．实验一：浓硫酸或浓氢氧化钠溶液
CO2＋H2O===H2CO3
实验二：(1)CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
(2)先关闭K1，打开K2，往导管中缓缓通入远远高于100 mL的二氧化碳，若甲、乙试剂瓶均无明显现象，打开K1，关闭K2，继续往导管中通入二氧化碳，若观察到乙试剂瓶中出现浑浊，则说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应
4．(1)检查装置气密性
(2)2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
(3)水沸腾 B中气压减小，水的沸点降低
[解析] (2)二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。(3)二氧化碳与氢氧化钠反应，瓶内的气体减少，压强变小，水的沸点降低，故水会沸腾。
5．(1)不溶于水，也不与水或NaOH反应
(2)澄清石灰水倒吸入集气瓶中约115 mL，集气瓶中的液体变浑浊
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
[解析] (1)由于二氧化碳能被氢氧化钠溶液全部吸收，所以第一支试管中的气体为甲，都是二氧化碳气体，才能充满液体；第二支试管中没有二氧化碳气体，都是A气体，液体没有进入试管中，说明A气体不溶于水，也不与水或氢氧化钠反应；丙为二者的混合气体，在第三支试管中，从液体上升到试管的一半可推知二氧化碳和A气体的体积比为1∶1。(2)集气瓶体积为250 mL，其中二氧化碳和A气体各125 mL，因此最终集气瓶中液体体积应为二氧化碳的体积，即125 mL，由于开始已向集气瓶中注入10 mL的氢氧化钠溶液，所以澄清石灰水倒吸入集气瓶的体积约为115 mL。
6．(1)①塑料瓶变瘪
②1体积水约能溶解1体积的二氧化碳，瓶内气体压强保持不变
(2)①缓慢向外拉动注射器活塞一段距离，并保持活塞不动 ②Ⅱ
[解析] (1)A中观察到的实验现象是：塑料瓶变瘪；B中塑料瓶无明显变化，其原因是：1体积水约能溶解1体积的二氧化碳，瓶内气体压强保持不变。(2)甲中图像说明装置气密性良好，该学生进行的操作是：缓慢向外拉动注射器活塞一段距离，并保持活塞不动；表示氢氧化钠与二氧化碳发生化学反应的曲线是Ⅱ，因为二氧化碳与氢氧化钠反应后，压强几乎变为零。
实验
操作
现象
1
向瓶①内倒入eq \f(1,3)体积水，迅速拧紧瓶盖，振荡
瓶子均变瘪，变瘪程度依次为①＜②＜④＜③
2
向瓶②内倒入eq \f(1,3)体积饱和石灰水，迅速拧紧瓶盖，振荡
3
向瓶③内倒入eq \f(1,3)体积5%氢氧化钠溶液，迅速拧紧瓶盖，振荡
4
向瓶④内倒入eq \f(1,10)体积氢氧化钠固体，迅速拧紧瓶盖，振荡