问题 问答题

物质之间发生化学反应时,常伴随有明显的现象,但有些化学反应却观察不到明显的现象.某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应,从不同角度设计了如下实验方案,并进行实验.

方案一:先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加盐酸,并不断振荡溶液,同时测定混合溶液的pH,如果测得的pH逐渐变小且小于7,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应.

(1)用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作是:______.

(2)简述强调“测得的pH小于7”的理由:______.

方案二:先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液,溶液显红色,然后再滴加盐酸,可观察到红色逐渐消失,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应.

该组同学在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液时,发现了一个意外现象:氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液变成了红色,过了一会儿红色就消失了.该小组对这种意外现象的原因作了如下猜想:

①可能是酚酞溶液与空气中的氧气反应,使红色消失;

②可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应,使红色消失.

(1)为验证猜想①,该组同学做了如下实验:将配制的氢氧化钠溶液加热,并在液面上方滴一些植物油,然后在冷却后的溶液中滴入酚酞溶液.实验中“加热”目的是______,“滴入植物油”目的是______.实验结果表明酚酞溶液红色消失与空气中的氧气无关.

(2)为验证猜想②,该组同学做了如下实验:取了一定量的Na2CO3溶液,在其中滴入酚酞溶液,发现溶液也呈现红色,由此可得出以下两点结论:

结论1:说明Na2CO3溶液呈______性;

结论2:说明酚酞溶液红色消失与空气中的二氧化碳无关.

(3)该小组同学通过查阅资料得知:当氢氧化钠溶液浓度很大时,就会出现上述意外现象.请设计实验证明该方案中取用的NaOH溶液浓度过大:

①实验方法:做对比实验,取上述NaOH溶液加水稀释,加入酚酞溶液,观察到______,说明是由于氢氧化钠溶液浓度过大而出现的上述现象.

方案三:化学反应中通常伴随有能量的变化,可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生.如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化,则证明发生了化学反应.该组同学将不同浓度的盐酸和NaOH溶液各10mL混合,用温度计测定室温下混合前后温度的变化,并记录了每次混合前后温度的升高值△t(如下表).

编号盐酸NaOH溶液△t/℃
13.65%2.00%3.5
23.65%4.00%x
37.30%4.00%14
(1)表中x=______.

(2)某同学在没使用温度计的情况下,通过如图所示装置完成了实验.则该同学根据______判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应.

答案

(1)用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作是:在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,将被测液滴到试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较;

(2)推测“测得的pH小于7”的理由:排除因盐酸的加入,稀释氢氧化钠溶液而引起pH减小.

方案二:(1)为验证猜想①,该组同学做了如下实验:将配制的氢氧化钠溶液加热,并在液面上方滴一些植物油,然后在冷却后的溶液中滴入酚酞溶液.实验中“加热”目的是:赶走溶液中少量氧气,“滴入植物油”目的是:隔绝氧气.实验结果表明酚酞溶液红色消失与空气中的氧气无关.

(2)由实验现象可得出以下两点结论:

结论1:说明Na2CO3溶液呈碱性;

结论2:说明酚酞溶液红色消失与空气中的二氧化碳无关.

(3)①实验方法:做对比实验,取上述NaOH溶液加水稀释,加入酚酞溶液,观察到:出现红色且不褪去,说明是由于氢氧化钠溶液浓度过大而出现的上述现象.

方案三:化学反应中通常伴随有能量的变化,可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生.如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化,则证明发生了化学反应.该组同学将不同浓度的盐酸和NaOH溶液各10mL混合,用温度计测定室温下混合前后温度的变化,并记录了每次混合前后温度的升高值△t(如下表).

编号盐酸NaOH溶液△t/℃
13.65%2.00%3.5
23.65%4.00%x
37.30%4.00%14
对比,编号2中,氢氧化钠的质量分数是编号1的2倍,而3中盐酸和氢氧化钠都是1的2倍,共同作用应该是4倍,而温度变化也是4倍,所以编号2中温度变化应该是2倍,所以结论为7.

(1)由表中数据,可推出x=7.

(2)某同学在没使用温度计的情况下,通过如图所示装置完成了实验.则该同学根据U形管中左边液面下降判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应.

故答为:方案一:

(1)在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,将被测液滴到试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较

(2)排除因盐酸的加入,稀释氢氧化钠溶液而引起pH减小

方案二:

(1)赶走溶液中少量氧气;隔绝氧气;(2)碱;(3)出现红色且不褪去;

方案三:

(1)7;(2)U形管中左边液面下降

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