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
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，
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CO
2
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。
与反应，还（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。是CO
2
（只利用A装置――矿泉水瓶进行）
2、某化学实验小组在探究CO
和NaOH是否发生反应时，小明设计出下列三种装置进行实验：
2
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。
与NaOH确实发生了反应，其理由（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
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：
(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。
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：
A：；B：。
与NaOH溶液的反应没有明显的现象。为了通过一些现象说明5．化学反应往往伴随着一些现象发生，但CO
2
CO
与NaOH发生了反应，某班同学分两组作了如下探究实验：
2
（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现象为，B现象为，C现象为。
（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：
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） CO
2+2NaOH=Na
2
CO
3
+H
2
O
（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
2
CO
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Ca2+或Ba2+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
2-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(NO
3
)
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。