Question

9．某興趣小組在準(zhǔn)備化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技能考查時(shí)，對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行了探究．
Ⅰ．探究酸和堿能否發(fā)生反應(yīng)
方案l：甲同學(xué)向盛有少量NaOH溶液的試管中滴幾滴無(wú)色酚酞試液，振蕩，繼續(xù)加入稀硫酸，觀察到溶液由紅色變成無(wú)色．甲同學(xué)得出結(jié)論：酸和堿能發(fā)生反應(yīng)．
方案2：乙同學(xué)取少量NaOH溶液，測(cè)得溶液pH為10，向該溶液中加入一定量稀硫酸后，測(cè)得溶液pH為9，乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)溶液pH減小了，得出結(jié)論：酸和堿能發(fā)生反應(yīng)．
交流討論：大家同意甲同學(xué)的結(jié)論，對(duì)乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程提出質(zhì)疑，溶液pH減小的原因還可能是稀硫酸中的水稀釋了NaOH溶液；大家認(rèn)為，乙同學(xué)向NaOH溶液中加入稀硫酸后，測(cè)得溶液的pH必須小于或等于7（填“小于”或“小于或等于”）才能證明酸和堿能發(fā)生反應(yīng)．
請(qǐng)寫(xiě)出稀硫酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O．
Ⅱ．探究酸和堿反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的成分
丙同學(xué)對(duì)探究Ⅰ中甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)后的無(wú)色溶液展開(kāi)探究．
【提出問(wèn)題】試管中無(wú)色溶液的溶質(zhì)除了酚酞還有什么？
【提出猜想】（l）Na₂SO₄；（2）Na₂SO₄和H₂SO₄．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】

	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
方案1	向試管中加入少量鋅粒，然后加入甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)后的無(wú)色溶液	鋅粒逐漸減少，有氣泡產(chǎn)生	猜想（2）成立
方案2	向試管中加入少量甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)后的無(wú)色溶液，然后慢慢滴加NaOH溶液，并不斷振蕩試管	開(kāi)始無(wú)明顯現(xiàn)象，過(guò)一會(huì)發(fā)現(xiàn)溶液由無(wú)色變成紅色．

【實(shí)驗(yàn)反思】為了驗(yàn)證猜想（2）成立，你認(rèn)為還可以選擇的藥品是C（填字母序號(hào)）
A．BaCl₂溶液        B．Cu        C．Fe₂O₃．

Answer 1

分析 Ⅰ．方案l：根據(jù)酸堿指示劑在不同酸堿性溶液中的變色情況來(lái)分析；
方案2：根據(jù)堿中加入酸發(fā)生中和反應(yīng)后，溶液的pH變小，等于7或小于7來(lái)分析；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的原理來(lái)書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
Ⅱ．【提出猜想】溶液變?yōu)榱藷o(wú)色，說(shuō)明不含有氫氧化鈉，結(jié)合反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行猜想；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】根據(jù)酸和堿的性質(zhì)以及酚酞試液的變色情況來(lái)分析；
【實(shí)驗(yàn)反思】根據(jù)酸的化學(xué)性質(zhì)、檢驗(yàn)方法來(lái)分析．

解答 解：Ⅰ．方案l：氫氧化鈉溶液顯堿性，滴入無(wú)色酚酞試液變紅色，繼續(xù)加入稀硫酸，硫酸與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)生成硫酸鈉和水，當(dāng)加入的硫酸將氫氧化鈉完全中和后，溶液變成無(wú)色；故填：紅；
方案2：溶液pH減小的原因還可能是稀硫酸中的水稀釋了NaOH溶液（但是無(wú)論怎么加水稀釋，溶液的pH也是大于7），所以向NaOH溶液中加入稀硫酸后，測(cè)得溶液的pH必須小于或等于7時(shí)才能證明酸和堿能發(fā)生反應(yīng)．故填：小于或等于；
硫酸與氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水；故填：2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
Ⅱ．【提出猜想】氫氧化鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水，所以溶液中一定存在硫酸鈉；若氫氧化鈉有剩余，則還含有氫氧化鈉（但是溶液是無(wú)色，說(shuō)明一定不含氫氧化鈉）；若硫酸有剩余，則還含有硫酸，則溶液中的溶質(zhì)是硫酸鈉和硫酸；故填：H₂SO₄；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】方案1：若猜想（2）成立，即反應(yīng)后的溶液中存在硫酸鈉和硫酸，加入鋅粒后，鋅與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，會(huì)觀察到有氣泡產(chǎn)生；故填：氣泡；
方案2：若猜想（2）成立，即反應(yīng)后的溶液中存在硫酸鈉和硫酸，向試管中加入少量甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)后的無(wú)色溶液，然后慢慢滴加NaOH溶液，并不斷振蕩試管，氫氧化鈉將其中的硫酸中和，繼續(xù)滴加氫氧化鈉，溶液顯堿性，無(wú)色的酚酞試液變紅色；故填：溶液由無(wú)色變成紅色；
【實(shí)驗(yàn)反思】若證明有硫酸的存在，加入BaCl₂溶液不可行，因?yàn)榱蛩徕c也能與氯化鋇溶液反應(yīng)生成白色的硫酸鋇沉淀；銅與硫酸不反應(yīng)，也不可行；氧化鐵能夠與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，會(huì)觀察到紅色粉末消失，溶液有無(wú)色變成黃色；故填：C．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實(shí)質(zhì)奠定基礎(chǔ)．