Question

10．某研究性學(xué)習(xí)小組在驗(yàn)證“堿使酚酞試液變紅”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)意外現(xiàn)象：將酚酞試液滴人某NaOH溶液中，溶液變成了紅色，可是過一會(huì)兒紅色卻消失了．
【提出問題】是什么原因?qū)е碌斡蟹犹�的NaOH溶液由紅色褪為無色？
【猜想與假設(shè)】他們分別對這種意外現(xiàn)象作如下猜想：
甲同學(xué)：可能是酚酞與O₂發(fā)生了反應(yīng)；
乙同學(xué)：可能是NaOH溶液與空氣中的CO₂發(fā)生了反應(yīng)；
丙同學(xué)：酚酞本身已變質(zhì)
丁同學(xué)：可能與NaOH溶液濃度大小有關(guān)；
【查閱資料】碳酸鈉溶液顯堿性
【討論交流】
（1）丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的猜想本身就是錯(cuò)誤的，丙同學(xué)的理由是氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，碳酸鈉水溶液顯堿性；．丙同學(xué)剛提出自己的猜想，立即遭到其他三位同學(xué)的否定，三位同學(xué)的理由是若酚酞變質(zhì)，剛開始溶液就不會(huì)變紅色．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】甲、乙、丁三位同學(xué)分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想：
（2）甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想，請你填寫下表．

實(shí)驗(yàn)步驟	設(shè)計(jì)這一步驟的目的	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
將NaOH溶液加熱煮沸	煮沸能達(dá)到此目的理由是除去氫氧化鈉溶液中溶解的氧氣	溶液變紅，過一會(huì)兒紅色消失	甲同學(xué)猜想 正確 （填“正確”或“不正確”）
向冷卻后的溶液中滴人酚酞，并滴一些植物油在其上方	隔絕氧氣

（3）乙同學(xué)設(shè)計(jì)如圖1裝置所示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想，寫出錐形瓶中反應(yīng)的化學(xué)方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．一段時(shí)間后，試管中溶液的紅色褪去，于是乙同學(xué)認(rèn)定自己的猜想正確．請寫出CO₂與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
甲同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，他的理由是若制取的二氧化碳?xì)怏w中混有氯化氫氣體，試管中溶液的紅色也能褪去．

（4）丁同學(xué)使用了色度傳感器測溶液的顏色來驗(yàn)證自己的猜想．他在a、b、c三個(gè)比色皿中分別加入等量的質(zhì)量
分?jǐn)?shù)分別為5%、10%、20%的氫氧化鈉溶液，然后各滴加2滴酚酞試液．溶液顏色的變化曲線如圖2所示．
[說明：溶液無色時(shí)色度值（透過率）為100%]．
請你觀察圖2曲線，寫出兩條規(guī)律性結(jié)論：①氧化鈉溶液的濃度越大，酚酞試液變紅后褪色越快；②氫氧化鈉溶液的濃度越大，起始顏色越深．

Answer 1

分析 【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
（1）根據(jù)氫氧化鈉溶液呈堿性，能使酚酞試液變紅，氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成的碳酸鈉水溶液呈堿性，也能使酚酞試液變紅解答；
（2）甲同學(xué)認(rèn)為“可能是酚酞與O₂發(fā)生了反應(yīng)”，隔絕氧氣，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)；
（3）乙同學(xué)認(rèn)為“可能是NaOH溶液與空氣中的CO₂發(fā)生了反應(yīng)”，設(shè)計(jì)如圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則正確寫出CO₂與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式，考慮二氧化碳中可能混有氯化氫氣體；
（4）認(rèn)真分析題圖可以得出：氫氧化鈉溶液的濃度越大，酚酞試液變紅后褪色越快；氫氧化鈉溶液的濃度越大，起始顏色越深．從圖中看5%的NaOH溶液滴加2滴酚酞試液后140s內(nèi)色度從85升高至92，那么從92升高至100，所需時(shí)間要大于140s．

解答 解：【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
（1）氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成的碳酸鈉溶液呈堿性，能使酚酞變紅，所以本題答案為：氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，碳酸鈉水溶液顯堿性；開始時(shí)酚酞變紅，若是酚酞變質(zhì)，則開始時(shí)不會(huì)變成紅色，所以本題答案為：若酚酞變質(zhì)，剛開始溶液就不會(huì)變紅色；
（2）甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想：
將NaOH溶液加熱煮沸，煮沸能達(dá)到此目的理由是除去氫氧化鈉溶液中溶解的氧氣，向冷卻后的溶液中滴人酚酞，并滴一些植物油在其上方，目的是隔絕氧氣；溶液變紅，過一會(huì)兒紅色消失，甲同學(xué)猜想正確；
（3）碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．一段時(shí)間后，試管中溶液的紅色褪去，則正確寫出CO₂與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；考慮二氧化碳中可能混有氯化氫氣體，因?yàn)槿糁迫〉亩�氧化碳�(xì)怏w中混有氯化氫氣體，則氫氧化鈉與氯化氫發(fā)生反應(yīng)，則試管中溶液的紅色也能褪去；
（4）認(rèn)真分析題中圖可以得出：氫氧化鈉溶液的濃度越大，酚酞試液變紅后褪色越快；氫氧化鈉溶液的濃度越大，起始顏色越深．從圖中看5%的NaOH溶液滴加2滴酚酞試液后140s內(nèi)色度從85升高至92，那么從92升高至100，所需時(shí)間要大于140s．
答案：
（1）氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，碳酸鈉水溶液顯堿性；若酚酞變質(zhì)，剛開始溶液就不會(huì)變紅色；
（2）

實(shí)驗(yàn)步驟	設(shè)計(jì)這一步驟的目的	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
將NaOH溶液加熱煮沸	煮沸能達(dá)到此目的理由是 除去氫氧化鈉溶液中溶解的氧氣	溶液變紅，過一會(huì)兒紅色消失	甲同學(xué)猜想 正確 （填“正確”或“不正確”）
向冷卻后的溶液中滴人酚酞，并滴一些植物油在其上方	隔絕氧氣

（3）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；若制取的二氧化碳?xì)怏w中混有氯化氫氣體，試管中溶液的紅色也能褪去；
（4）①氫氧化鈉溶液的濃度越大，酚酞試液變紅后褪色越快；氫氧化鈉溶液的濃度越大，起始顏色越深．②氫氧化鈉溶液的濃度越大，起始顏色越深．

點(diǎn)評 本題考查了酚酞的變色與氫氧化鈉濃度的關(guān)系，完成此題，可以依據(jù)已有的知識進(jìn)行，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意實(shí)驗(yàn)變量的控制．