Question

【題目】某小組同學(xué)在查閱“氫氧化鈉使酚酞變紅的原因”時(shí)，看到了以下資料。

【資料】

i．實(shí)驗(yàn)室所用酚酞溶液pH < 8。溶液中，酚酞的分子結(jié)構(gòu)會(huì)隨著pH的改變而改變，不同的結(jié)構(gòu)在溶液中會(huì)表現(xiàn)出不同的顏色，具體如下表所示。

溶液的pH	1≤pH<8	8≤pH≤13	pH>13
酚酞的分子結(jié)構(gòu)	內(nèi)酯式	醌式	羧酸式
酚酞溶液的顏色	無色	紅色	無色

ii．醌式結(jié)構(gòu)的酚酞能與H2O2溶液發(fā)生反應(yīng)，生成無色物質(zhì)，該物質(zhì)在溶液中的顏色不會(huì)隨著pH的改變而改變。

iii．NaOH溶液濃度越大，溶液pH越高。

該小組同學(xué)對上述資料產(chǎn)生了興趣，決定對酚酞溶液顏色的變化開展探究。

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

組別	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)
1	1-1：配制pH為13的NaOH溶液，取5 mL于試管中，向其中滴加2滴酚酞溶液后，分成兩等份
	1-2：向一支試管中加入稀鹽酸	溶液紅色褪去
	1-3：向另一支試管中加入	溶液紅色褪去
組別	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)
2	2-1：分別配制pH為8、10、11、13 的NaOH溶液，各取5 mL分別 加入4支試管中，再分別向4支 試管中加入5滴30 % H2O2溶 液，最后各滴入2滴酚酞溶液	每支試管中溶液都先變成紅色, 然后紅色逐漸褪去, 各支試管褪色時(shí)間如下圖所示：
	2-2：配制pH為9的NaOH溶液，分別取5 mL加入4 支試管中，再向各試管加入5滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.5%、1%、2% 、4%的H2O2溶液, 最后各滴入2滴酚酞溶液	每支試管中溶液都先變成紅色, 然后紅色逐漸褪去, 各支試管褪色時(shí)間如下圖所示：

【解釋與結(jié)論】

（1）實(shí)驗(yàn)1-1中，可以觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______。

（2）實(shí)驗(yàn)1-2中，溶液紅色褪去的原因是_______（用化學(xué)方程式表示）。

（3）實(shí)驗(yàn)1-3的目的是驗(yàn)證“pH>13時(shí)，紅色酚酞溶液會(huì)變成無色”，請補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)操作_______。

（4）由實(shí)驗(yàn)2-1可以得到結(jié)論：H2O2能使變紅的酚酞褪色，_______。

（5）實(shí)驗(yàn)2-2的目的是_______。

【反思與評價(jià)】

（6）小組中某位同學(xué)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2-1時(shí)，滴加30 % H2O2溶液，振蕩、靜置30 min后，才向溶液中加入2滴酚酞溶液。靜置過程中，他觀察到有氣泡產(chǎn)生；加入酚酞溶液后，他發(fā)現(xiàn)4支試管的褪色時(shí)間均長于原實(shí)驗(yàn)2-1。導(dǎo)致酚酞褪色時(shí)間變長的原因可能是_______。（忽略NaOH與空氣中CO2的反應(yīng)）

（7）該小組同學(xué)欲繼續(xù)探究導(dǎo)致紅色酚酞溶液褪色的原因。

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
配制pH為14的NaOH溶液，取5 mL于試管中，加入5滴30 % H2O2溶液，再滴入2滴酚酞溶液	溶液先變紅，后褪色

分析導(dǎo)致上述溶液先變紅后褪色的可能原因：_______。

Answer 1

【答案】 滴入酚酞后，溶液變紅 HCl + NaOH ==== NaCl + H2O 加入氫氧化鈉固體 且pH越大，褪色所需時(shí)間越短 探究過氧化氫溶液濃度對變紅后的酚酞溶液褪色所需時(shí)間（或快慢）的影響 放置過程中過氧化氫分解，導(dǎo)致過氧化氫溶液濃度降低，使得褪色時(shí)間變長 剛剛滴入酚酞溶液時(shí)，溶液中酚酞分子存在醌式結(jié)構(gòu)，因此溶液顯紅色；之后，過氧化氫溶液把醌式結(jié)構(gòu)氧化，使溶液褪色（其他合理答案可得分）

【解析】（1）根據(jù)酚酞溶液遇堿變紅解答；

（2）稀鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉和水；

（3）根據(jù)pH>13時(shí)，紅色酚酞溶液會(huì)變成無色解答；

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)2-1中溶液的pH與褪色時(shí)間分析解答；

（5）通過實(shí)驗(yàn)2-2中過氧化氫溶液濃度及溶液的pH與褪色時(shí)間分析解答；

（6）過氧化氫溶液分解；

（7）根據(jù)酚酞的分子結(jié)構(gòu)及過氧化氫溶液有氧化性解答。

解：（1）滴入酚酞后，溶液變紅 ；

（2）稀鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉和水，化學(xué)方程式HCl + NaOH =NaCl + H2O；

（3）pH>13時(shí)，紅色酚酞溶液會(huì)變成無色。故實(shí)驗(yàn)操作的目的應(yīng)是使溶液pH增大。故應(yīng)加入氫氧化鈉固體；

（4）由實(shí)驗(yàn)2-1可以得到結(jié)論：H2O2能使變紅的酚酞褪色，且pH越大，褪色所需時(shí)間越短；

（5）實(shí)驗(yàn)2-2的目的是探究過氧化氫溶液濃度對變紅后的酚酞溶液褪色所需時(shí)間（或快慢）的影響；

（6）導(dǎo)致酚酞褪色時(shí)間變長的原因可能是放置過程中過氧化氫分解，導(dǎo)致過氧化氫溶液濃度降低，使得褪色時(shí)間變長；

（7）導(dǎo)致上述溶液先變紅后褪色的可能原因：剛剛滴入酚酞溶液時(shí)，溶液中酚酞分子存在醌式結(jié)構(gòu)，因此溶液顯紅色；之后，過氧化氫溶液把醌式結(jié)構(gòu)氧化，使溶液褪色（其他合理答案可得分）。