13. (2025·广州模拟)实验探究和证据推理是提升认知的重要手段。某化学兴趣小组对 CO₂和 NaOH 溶液能否反应进行分组实验探究。
查阅资料:Ⅰ. Na₂CO₃溶液显碱性。
Ⅱ. NaOH 易溶于乙醇,Na₂CO₃难溶于乙醇。
【探究一】
甲组同学向两个集满 CO₂的同样规格的集气瓶中分别注入等体积的 NaOH 溶液和蒸馏水,振荡后放在水平的桌面上。
(1) 实验装置右侧分液漏斗内水的作用是
(2) 实验中能证明 NaOH 与 CO₂反应的预期现象是
【探究二】
(3) 乙组同学向实验后左瓶内的溶液中滴加足量 BaCl₂溶液,也能达到实验目的,原因是
(4) 丙组同学向实验后左瓶内的溶液中滴加酚酞溶液,溶液变为红色。老师指出这不能作为判断 NaOH 与 CO₂发生反应的证据,原因是
(5) 丁组同学取一定质量的 NaOH 固体溶于乙醇,配成饱和的氢氧化钠的乙醇溶液,向该溶液中通入 CO₂,当观察到
【拓展探究】
(6) 若需证明实验结束后左瓶中的液体中既含有碳酸钠又有氢氧化钠,需要的试剂是
A. 酚酞溶液
B. HCl 溶液
C. CaCl₂溶液
D. Ca(OH)₂溶液
查阅资料:Ⅰ. Na₂CO₃溶液显碱性。
Ⅱ. NaOH 易溶于乙醇,Na₂CO₃难溶于乙醇。
【探究一】
甲组同学向两个集满 CO₂的同样规格的集气瓶中分别注入等体积的 NaOH 溶液和蒸馏水,振荡后放在水平的桌面上。
(1) 实验装置右侧分液漏斗内水的作用是
作对照实验
。(2) 实验中能证明 NaOH 与 CO₂反应的预期现象是
U形管中左侧液面上升，右侧液面下降
。【探究二】
(3) 乙组同学向实验后左瓶内的溶液中滴加足量 BaCl₂溶液,也能达到实验目的,原因是
Na₂CO₃+BaCl₂=2NaCl+BaCO₃↓
(用化学方程式表示)。(4) 丙组同学向实验后左瓶内的溶液中滴加酚酞溶液,溶液变为红色。老师指出这不能作为判断 NaOH 与 CO₂发生反应的证据,原因是
氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都能使酚酞溶液变红
。(5) 丁组同学取一定质量的 NaOH 固体溶于乙醇,配成饱和的氢氧化钠的乙醇溶液,向该溶液中通入 CO₂,当观察到
有白色沉淀产生
的现象时,能证明 NaOH 与 CO₂发生了反应。写出 CO₂与氢氧化钠的乙醇溶液反应的化学方程式:CO₂+2NaOH=Na₂CO₃↓+H₂O
。【拓展探究】
(6) 若需证明实验结束后左瓶中的液体中既含有碳酸钠又有氢氧化钠,需要的试剂是
AC
(填字母,下同);除去 NaOH 溶液中的少量 Na₂CO₃,应加入适量D
。A. 酚酞溶液
B. HCl 溶液
C. CaCl₂溶液
D. Ca(OH)₂溶液
答案：13.(1)作对照实验 (2)U形管中左侧液面上升，右侧液面下降 (3)Na₂CO₃+BaCl₂=2NaCl+BaCO₃↓ (4)氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都能使酚酞溶液变红 (5)有白色沉淀产生 CO₂+2NaOH=Na₂CO₃↓+H₂O (6)AC D
解析：(2)题图左侧装置中二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应消耗二氧化碳气体，装置内压强减小；右侧装置中二氧化碳溶于水且与水反应，但瓶内压强的减小量小于左侧，则实验中能证明NaOH与CO₂反应的预期现象是U形管中左侧液面上升，右侧液面下降。(3)向实验后左瓶内的溶液中滴加足量BaCl₂溶液，碳酸钠能与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，实验过程中观察到有白色沉淀产生，能够证明反应的发生。(5)根据题目信息可知，NaOH易溶于乙醇，Na₂CO₃难溶于乙醇，向饱和的氢氧化钠的乙醇溶液中通入二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，此时生成的碳酸钠析出，则当观察到有白色沉淀产生时，能证明NaOH与CO₂发生了反应。(6)向左瓶反应后的液体中先加入足量的CaCl₂溶液，碳酸钠与CaCl₂反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，若观察到有白色沉淀产生，证明反应后的液体中含有碳酸钠，充分反应后，静置，取上层清液，向其中滴加酚酞溶液，溶液呈红色，说明反应后的液体中含有氢氧化钠；除去NaOH溶液中的少量Na₂CO₃，可向溶液中加入适量的Ca(OH)₂溶液，碳酸钠与Ca(OH)₂反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，充分反应后过滤，所得滤液即为NaOH溶液。
解析：(2)题图左侧装置中二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应消耗二氧化碳气体，装置内压强减小；右侧装置中二氧化碳溶于水且与水反应，但瓶内压强的减小量小于左侧，则实验中能证明NaOH与CO₂反应的预期现象是U形管中左侧液面上升，右侧液面下降。(3)向实验后左瓶内的溶液中滴加足量BaCl₂溶液，碳酸钠能与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，实验过程中观察到有白色沉淀产生，能够证明反应的发生。(5)根据题目信息可知，NaOH易溶于乙醇，Na₂CO₃难溶于乙醇，向饱和的氢氧化钠的乙醇溶液中通入二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，此时生成的碳酸钠析出，则当观察到有白色沉淀产生时，能证明NaOH与CO₂发生了反应。(6)向左瓶反应后的液体中先加入足量的CaCl₂溶液，碳酸钠与CaCl₂反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，若观察到有白色沉淀产生，证明反应后的液体中含有碳酸钠，充分反应后，静置，取上层清液，向其中滴加酚酞溶液，溶液呈红色，说明反应后的液体中含有氢氧化钠；除去NaOH溶液中的少量Na₂CO₃，可向溶液中加入适量的Ca(OH)₂溶液，碳酸钠与Ca(OH)₂反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，充分反应后过滤，所得滤液即为NaOH溶液。
14. (2024·毕节模拟)某硫酸厂欲测定排放的废水中硫酸的质量分数(假设废水中只含硫酸一种溶质),取废水样品 200 g,逐滴加入溶质质量分数为 5%的氢氧化钠溶液,废水中硫酸的质量随加入氢氧化钠溶液的质量变化如图所示。
(1) 要配制 80 g 5%的氢氧化钠溶液,需要氢氧化钠固体的质量为
(2) 计算该废水中硫酸的质量分数(写出计算过程)。
(1) 要配制 80 g 5%的氢氧化钠溶液,需要氢氧化钠固体的质量为
4
g。(2) 计算该废水中硫酸的质量分数(写出计算过程)。
答案：14.(1)4
(2)解：设200g废水中硫酸的质量为x。
2NaOH+H₂SO₄=2H₂O+Na₂SO₄
80 98
4g x
$\frac{80}{98}=\frac{4g}{x} x=4.9g$
该废水中硫酸的质量分数为$\frac{4.9g}{200g}×100%=2.45%。$
答：该废水中硫酸的质量分数为2.45%。
(2)解：设200g废水中硫酸的质量为x。
2NaOH+H₂SO₄=2H₂O+Na₂SO₄
80 98
4g x
$\frac{80}{98}=\frac{4g}{x} x=4.9g$
该废水中硫酸的质量分数为$\frac{4.9g}{200g}×100%=2.45%。$
答：该废水中硫酸的质量分数为2.45%。