资源简介

(共26张PPT)
探究无明显现象的化学反应
—— 一封神秘信件背后的化学秘密 ——
1.
2.
巩固酸、碱、盐的相关知识
学
习
目
标
Learning objectives
3.
学会设计实验证明无现象化学反应发生的方法和思路
培养学生理性思维，对比的思想和勇于探究的科学精神
一份来自“过去”的神秘信件
大家请看，这有封神秘的信件。它看起来空空如也，但这上面确实有字。有什么办法能让字迹显现出来？让我们来试试对着它哈气。没什么变化。这就奇怪了，难道我们的哈气不起作用？还是说发生了一些我们肉眼无法察觉的变化？
本节课的挑战：
设计实验，证明那些
“看不见”的化学反应真的发生了！
我们呼出的二氧化碳(CO2)和水蒸气(H2O)，相遇时到底有没有发生化学反应？
问题一：二氧化碳和水，相遇还是错过？
实验探究：紫色石蕊的“审判”| 二氧化碳与水反应的探究
步骤 2：干花遇CO
将第二朵干燥的紫色石蕊纸花，直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中。
实验现象
纸花 不变色
步骤 1：干花遇水
在第一朵干燥的紫色石蕊纸花上，滴加几滴蒸馏水，观察现象。
实验现象
纸花 不变色
步骤 3：湿花遇CO
将第三朵紫色石蕊纸花喷水湿润后，放入盛满二氧化碳的集气瓶中。
实验现象
纸花由紫变红
分析与结论：找到了“新物质”
【实验分析】实验1和2说明水或二氧化碳单独存在均不能使石蕊变红。对比分析实验3可知，二氧化碳与水反应生成了一种酸性物质，使紫色的石蕊纸花变红。
【实验结论】二氧化碳能与水反应生成了能使石蕊变红碳酸，反应的化学方程式为：
CO2+H2O =H2CO
▍探究思路
该实验是通过检验生成物的出现来验证反应的发生
解密失败的原因
知识讲解
我们刚刚证明了二氧化碳(CO )和水反应生成了碳酸(H2CO )。
其溶液显酸性，因此无法让信件上的“隐形墨水”——酚酞变色。（酚酞遇酸不变色）
引出新问题
既然碳酸无法使酚酞显色，那如果我们换个思路，用碱性物质去涂抹信件，会发生什么现象呢？
让我们尝试第二次解密！
问题二：红色字迹为何显现又消失？
演示与现象
操作：用稀氢氧化钠(NaOH)溶液轻轻涂抹信件。
现象：
原理分析
新的谜题
在变红的信件上再喷些神秘药水，观察到：信件上的红色字迹正在慢慢变淡，最终完全消失！
提出问题 & 锁定目标
疑问：刚刚还在的NaOH去哪里了？是什么让它“消失”了？
信件上立刻出现清晰的红色字迹。
“隐形墨水”是无色酚酞溶液，遇到碱性的NaOH溶液，发生变色反应，溶液变为红色。
嫌疑人：神秘药水——稀盐酸。
实验探究：捕捉消失的 NaOH
方案：
借助无色酚酞溶液
2.探究氢氧化钠与稀盐酸反应
原理：NaOH + HCl = Na Cl + H2O
实验探究：捕捉消失的 NaOH
在烧杯中加入约 5ml稀氢氧化钠溶液，滴入几滴紫色石蕊溶液，溶液变为 色，用胶头滴管慢慢滴入稀盐酸，并不断搅拌溶液，可以观察 。
2.探究氢氧化钠与稀盐酸反应
红
溶液由红色变为无色
▍探究思路
该实验是通过检验反应物的减少或消失来验证反应的发生
NaOH和HCl的反应是一个无明显现象的反应。我们还有什么办法如何证明它的发生？
方法一：数字化实验 — pH的“过山车”
使用pH传感器实时监测混合溶液的pH值，可观察到pH值从大于7（碱性）逐渐减小，最终变为等于7（中性），证明二者发生了反应。
pH
酸溶液的量
b
7
b点表示恰好完全反应
▌ 方法二：数字化实验 — 温度的“小高峰”
使用温度传感器监测反应过程中溶液的温度，发现溶液温度显著升高，证明酸碱中和反应属于放热反应。
中和反应过程能量变化
f点表示恰好完全反应
证明无明显现象反应的两大策略
思路分析：化学反应是消耗反应物，生成新物质。因此，对于无明显现象的化学反应可以从两个角度进行验证：
①有新物质生成；
②反应物减少或消失。
【情境 再现】
在信件上涂抹的氢氧化钠会与空气中的CO2反应生成碳酸钠(Na2CO )而变质，碳酸钠溶液也呈碱性，也会使喷有酚酞的信件变红。
【问题再探】
如何检验涂抹的NaOH溶液是否变质？
问题三：寻找让信件变红的“第二嫌疑人”
问题三：寻找让信件变红的“第二嫌疑人”
探究氢氧化钠与二氧化碳反应
实 验 方 案 反应物 减少（ 或消失）
有新物 质生成
【提问】：能否根据反应前后溶液酸碱性的变化来验证？
不能，因为反应前的氢氧化钠溶液呈碱性，而反应后生成的碳酸钠溶液也是呈碱性的，反应前后的酸碱性没有发生改变，因此不能用酸碱指示剂或pH试纸来验证。
2NaOH +CO2 ＝ Na2CO3 +H2O
无现象
化学反应
一般
思路
问题三：寻找让信件变红的“第二嫌疑人”
探究氢氧化钠溶液与二氧化碳反应
实 验 方 案 反应物 减少（ 或消失）
有新物 质生成
无现象
化学反应
一般
思路
塑料瓶明显变瘪
NaOH溶液与CO2反应，使瓶内气体减少，压强减小。
对于左图实验，有的同学心存疑问，他认为CO2能溶于水并能和水反应，而实验中用的NaOH溶液既有NaOH又有H2O，怎能说明CO2是和NaOH发生反应呢？
请你帮助他排除疑问？
补做装有等体积二氧化碳的相同装置中加入等体积的水的对比实验。
水
对比实验1：
思考
问题三：寻找让信件变红的“第二嫌疑人”
探究氢氧化钠溶液与二氧化碳反应
实 验 方 案 反应物 减少（ 或消失）
有新物 质生成
【小结】：反应物中有气体参与的反应，利用在密闭容器中反应前后的气体压强的变化来验证。【注意】：需要补做装有等体积CO2溶于等体积的水的对比实验。
无现象
化学反应
一般
思路
A
B
D
塑料瓶明显变瘪
试管内液面明显上升
气球明显胀大
鸡蛋很快吸入瓶内
实验 现象
。
。
。
。
A
B
C
D
实验装置图汇集
探究氢氧化钠溶液与二氧化碳反应
实 验 方 案 反应物 减少（ 或消失）
有新物 质生成
无现象
化学反应
一般
思路
【小结】：反应物中有气体参与的反应，利用在密闭容器中反应前后的气体压强的变化来验证。【注意】：需要补做装有等体积CO2溶于等体积的水的对比实验。
稀盐酸
有气泡产生
Na2CO3 + 2 HCl ＝
2 NaCl + H2O + CO2↑
实验探究：寻找“新物质”的铁证
探究氢氧化钠溶液与二氧化碳反应
实 验 方 案 反应物 减少（ 或消失）
有新物 质生成
无现象
化学反应
一般
思路
【小结】：反应物中有气体参与的反应，利用在密闭容器中反应前后的气体压强的变化来验证。【注意】：需要补做装有等体积CO2溶于等体积的水的对比实验。
实验探究：寻找“新物质”的铁证
CaCl2溶液
BaCl2溶液
有白色沉淀产生
Na2CO3
Na2CO3 + CaCl2 ＝ CaCO3↓ + 2 NaCl
稀盐酸
氯化钙溶液
氢氧化钡溶液(合理即可)
验证CO2与氢氧化钠溶液的反应
①验证反应物(CO2)减小或消失：设计对比实验，利用压强差验证CO2的消耗，将气体减少量显性化。
②验证有新物质(碳酸钠)生成：利用碳酸钠的化学性质，可选用化学试剂如________、____________、________________________等通过明显的实验现象验证。
三大核心反应
1. 弱酸的形成：
CO + H O H CO
2. 中和反应(放热)：
NaOH + HCl = NaCl + H O
3. 碱的变质：
2NaOH + CO = Na CO + H O
核心思想
化学变化的本质是生成新物质。
即使没有明显的实验现象，我们也可以通过巧妙的方法，去找到反应留下的“蛛丝马迹”，证明反应的发生。
科学精神
希望同学们都能成为：
善于观察 · 勤于思考
“化学侦探”！
三大核心反应
1. 弱酸的形成：
CO + H O H CO
2. 中和反应(放热)：
NaOH + HCl = NaCl + H O
3. 碱的变质：
2NaOH + CO = Na CO + H O
核心思想
化学变化的本质是生成新物质。
即使没有明显的实验现象，我们也可以通过巧妙的方法，去找到反应留下的“蛛丝马迹”，证明反应的发生。
科学精神
希望同学们都能成为：
善于观察 · 勤于思考
“化学侦探”！
1. 某化学兴趣小组的同学向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸时，没有看到明显现象，同学们进行了如下探究活动。
【提出问题】氢氧化钠与盐酸是否发生了化学反应？
【实验设计】
【实验设计】(1)甲同学采用方案一向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸，能证明稀盐酸与氢氧化钠发生反应的现象是____________________，反应的化学方程式为____________________________________。
溶液由红色变为无色
HCl＋NaOH === NaCl＋H2O
(2)乙同学查阅资料得知酸与碱发生反应会放出热量，设计了方案二予以证明，他观察到U型玻璃管中______(填“左”或“右”)边的红墨水液面下降(所加稀盐酸的体积忽略不计)得出盐酸和氢氧化钠发生了化学反应。
【评价反思】丙同学对乙同学的实验方案提出质疑，他认为乙同学的实验方案不合理，理由是_________________________________。
左
氢氧化钠固体溶于水也会放出热量

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