数字技术对证明无明显现象的化学实验十分重要。 以下是CO2与NaOH反应的数字化实验探究:...

数字技术对证明无明显现象的化学实验十分重要。 以下是CO2与NaOH反应的数字化实验探究:

[探究的问题]确认二氧化碳与氢氧化钠发生化学反应

[进行实验]

如图所示，进行下列操作:

①连接仪器，___；

②用规格相同的锥形瓶，收集两瓶等体积的CO2气体；

③将NaOH溶液全部推入一瓶装满 CO2锥形瓶内振荡，采集数据；

④将注射器中的NaOH溶液换成等量的水，将水全部推入另一瓶装满CO2锥形瓶内振荡，采集数据。

[分析和结论]

电脑记录数据如图 :

（1）此探究从密闭容器内______变化程度的视角，说明CO2 与NaOH溶液发生了反应。

（2）写出CO2与NaOH反应的化学方程式_________。

[评价与反思]

（3）设计操作④的科学探究的方法叫_____，目的是要排除______的干扰因素。

（4）利用以上装置，采用不同的传感器，还可以从反应物NaOH含量变化、_________等视角说明CO2与NaOH溶液发生了反应。

(拓展探究]某实验小组利用数字技术，试图从pH变化的视角，说明CO2与NaOH溶液发生了反应。

实验装置及采集数据如下图。

[分析和结论]采集的数据呈下降趋势，此实验从反应物NaOH溶液中________(填离子符号)浓度减少的视角说明了CO2与NaOH溶液发生了反应。

[评价与反思] Na2CO3溶液呈碱性，pH>7。 如图所示，实验刚结束时测得溶液的pH<7，排除设备故障，小组同学认为制取的CO2中含HCl气体，你认为还可能的原因是______。

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为探究CO2与NaOH溶液发生的反应，某兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中，用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化，结果如图1、图2所示（实验条件下，Na2CO3溶液和 NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5）。下列说法不正确的是（　　）

A. 二氧化碳与氢氧化钠反应放热

B. 图1中，BC段发生的反应是CO2+Na2CO3+H2O＝2 NaHCO3

C. 图1中，pH＝12时对应溶液中的溶质只含Na2CO3和NaHCO3

D. 对于现象不明显的反应，可通过现代技术手段实现反应过程的“可视化”

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碳酸氢钠，一种白色固体，属于_____( 填“酸”、 “碱”或“盐”)。某兴趣小组对NaHCO3有关件质进行了如下探究:

（1）取适量NaHCO3 粉末加入a试管中，加热现察到a试管口有大量小水滴。b试管中澄清石灰水变浑浊。说明有水和___________生成。

持续加热直至两只试管均不再发生变化时，发现a试管中仍残留有较多白色固体粉末，向该粉末中滴加稀盐酸，有大量气泡产生，说明该残留粉末是______________。

（2）发现问题:若将NaHCO3溶液和NaOH溶液混合无明显现象。

理论认知:两种溶液混合无明显现象，不能判断是否发生了化学反应。

查阅资料: NaHCO3即可以与酸反应又可以做与碱反应，

讨论设计:如何设计实验， 验证两者确实发生了化学反应了，小组的同学根据Ba(HCO3)2易溶于水，而Ca(OH)2微溶于水及上图实验事实，设计下表方案。

进行实验:

反思交流:

①写出实验A导致溶液变浑浊的化学反应方程式__________，实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是_____。

②实验B是从_____， ( 填“检验反应物”或“检验生成物”)角度来证明NaHCO3溶液与NaOH溶液反应的。

（3）研究小组又做了将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中，并用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH，结果如图。

资料: a碳酸钠在二氧化碳过量的条件下继续与水和二氧化碳反应生成碳酸氢钠；

b本实验条件下，碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液的pH分别约为11和8.5。

①BC段发生反应的化学方程式为_____________。

②P点时的溶液中的溶质为________(写化学式)。

③分析以上曲线，你认为使用排饱和碳酸氢钠溶液的方法收集二氧化碳气体是否可行?_______(填“是”或“否”)。

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现象不明显的化学反应通过数字化实验技术可以实现反应过程中“可视化”。某兴趣小组将CO2持续通入一定量一定浓度的NnOH溶液中，用数字化实验技术测得反应过程中pH的变化情况如图所示：

（1）写出CO2与NaOH反应的化学方程式_____；

（2）该过程中溶液pH始终大于7的原因是什么？_____。

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实验小组的同学将CO2通入氢氧化钠溶液时，没有观察到明显现象。为了能通过实验现象证明二氧化碳与氢氧化钠确实发生了反应，进行了以下探究。

（提出问题）如何能观察到反应的变化过程？

（查阅资料）

NaOH、Na2CO3在水中的溶解度

NaOH、Na2CO3在乙醇中的溶解度

（进行实验）注：乙醇在实验中只作为溶剂，不参与化学反应。

（解释与结论）

(1)二氧化碳与氢氧化钠反应的化学方程式为_______。

(2)实验1中，气球明显变瘪的原因是_______。

(3)实验2中，试管内壁上出现白色固体的原因是_______。

(4)实验3甲中出现白色沉淀的原因是_______。

(5)实验3中操作②的目的是_______。

（反思与评价）

(6)实验1是从________(填“反应物消耗”或“新物质生成”)角度证明化学反应发生。

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为鉴别水和过氧化氢溶液，某小组同学进行如下探究，请参与回答相关问题。

[交流与讨论]（1）过氧化氢和水的组成元素相同，但化学性质不同。从宏观上分析，其原因是　 　　 　　　　 元素的化合价不同；从微观角度分析，其原因是　　　　　　　　　　　 。

（2）实验后，若要将二氧化锰回收，应该采取的操作方法是　　　　　　　　　　 ，实验室 完成该过程所需玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和　　　　 　　 　　 。

[拓展]：如何检验B试管内产生的气体（写出操作步骤，实验现象和结论）

（1）实验操作　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

（2）实验现象　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 ；

（3）结论　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 　 。

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学习小组利用了数字化实验技术进行了“空气中氧气体积分数测定”再探究(如图1)。实验通过严谨的测定得到数据如下图2。请你根据实验及其数据分析回答下列问题。

（1）写出本实验红磷燃烧的反应化学方程式______________。

（2）压强曲线点A表示红磷开始在集气瓶中燃烧。燃烧过程测得其曲线，A→B→C→D→变化呈现先上升后下降的原因是_______________。

（3）根据图表数据分析，用红磷燃烧的方法不能准确测定空气中氧气的含量。原因是_____________。

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某兴趣小组为探究CO2气体与金属Mg的反应，设计了一套制取纯净、干燥CO2气体，并用过量CO2与热的金属Mg充分反应的实验，实验装置如图所示。请回答相关问题。

（1）写出图中标数字的仪器名称①__________；

（2）检查装置A气密性的操作是____________；

（3）装置B中发生反应的化学方程式为：__________；作用是：____________。

（4）实验时应先___________（填代号），一段时间后再____________（填代号）；

a点燃D处酒精灯

b打开A装置中的弹簧夹

（5）从长颈漏斗处加入稀盐酸加热一段时间后，观察到D处的实验现象是：有黑白两种固体产生，查阅资料知，黑色固体为非金属单质，白色固体为金属氧化物。请写出加热条件下，CO2气体与金属Mg反应的化学方程式：____________。

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