1. 某探究小组的两学将二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中,并利用传感器实时测定氢氧化钠溶液吸收二氧化碳后溶液的pH,装置如图甲所示。溶夜的pH随时间变化情况如图乙,且pH等于11.6时溶液处于饱和状态。

通过查阅资料发现:

①碳酸钠能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠(Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3)。

②该温度下,饱和碳酸钠溶液的pH为11.6,饱和碳酸氢钠容液的pH为8.3。

③该温度下碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。

(1) 根据以上现象和信息,小组同学展开进一步探究。

[提出问题]二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中,形成的产物是什么?

[建立假设]假设1:只有碳酸钠;假设2:碳酸钠、碳酸氢钠;假设3:只有碳酸氢钠;假设4:……

小敏根据图乙曲线判断假设1不成立,理由是

[实验过程]继续通入二氧化碳,溶液的pH随时间变化情况如图丙。

[实验结论]小敏根据图丙曲线认为二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液后的最终产物是

(2) [交流评价]小金认为该曲线还不能确定最终产物。因为pH可能还未呈稳定状态,接下去的操作是
(3) 小兴受小金的启发,猜测最后溶液可能呈酸性,他猜想的依据是,所以建议小组同学继续展开探究。
【考点】
二氧化碳的化学性质;
【答案】

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1. 海洋封存是实现“碳中和”的途径之一,其原理是利用水等液体吸收CO2实现减碳目标。某科学小组对“二氧化碳气体的收集”这一课题开展了探究。

【查阅资料】通常状况下,1体积水约能溶解1体积二氧化碳,所得溶液pH约为5.6。

【提出问题】二氧化碳气体在水和食盐水中溶解能力相同吗?

【建立建设】二氧化碳气体在食盐水中溶解能力更强。

【实验设计与操作】

(1) 实验时,需先将甲装置中的空气排尽。其操作是:打开弹簧夹K1 , 关闭弹簧夹K2 , 打开活塞,滴加稀盐酸至空气排尽。检验空气已排尽的方法是
(2) 关闭K1 , 打开K2、K3 , 分别用排水法、排食盐水法收集CO2 , 且每隔一段时间测出丁烧杯中液体的体积,测得数据如下:

时间/min

0

0.5

6

12

24

48

排水法时丁中水的体积/mL

0

2.5

14.5

23

34

41

排盐水法时丁中盐水的体积/mL

0

1

7

9.5

11

12

根据以上数据分析,能用排水法收集CO2的理由是

【实验结论】相同条件下,二氧化碳在中溶解能力更强。

(3) 小组同学想了解水吸收CO2后溶液的酸碱性情况,在实验中做了以下操作,待丙装置中收集半瓶气体时,关闭活塞K2和K3 , 充分振荡丙装置。然后用pH计测得如下数据:

物质

丁装置中溶液

丙装置中溶液

pH

6.50

5.60

分析可知,在丙和丁装置中所溶解二氧化碳的体积(选填“大于”、“小于”或“等于”)丙和丁装置中溶液的总体积。

【实验反思】海洋封存CO2后可能会带来哪些危害?(写出一点即可)

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