學(xué)習(xí)中和反應(yīng)時(shí),老師和同學(xué)們展開了如下探究:
【探究一】:探究實(shí)驗(yàn)過程中的能量變化
用膠頭滴管將10%的稀鹽酸逐滴加入盛有NaOH溶液的燒杯中,并用溫度計(jì)測(cè)量溫度變化.
小軍發(fā)現(xiàn):隨著稀鹽酸的不斷滴入,溶液的溫度先升高后降低.對(duì)此合理的解釋是
鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)要放出熱量,等反應(yīng)完全后不再放熱,
鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)要放出熱量,等反應(yīng)完全后不再放熱,
而加入的鹽酸會(huì)使溶液的溫度降低
而加入的鹽酸會(huì)使溶液的溫度降低
;
【探究二】:探究反應(yīng)發(fā)生及反應(yīng)終點(diǎn)問題
實(shí)驗(yàn)中,除了溫度有變化外,沒有任何現(xiàn)象能證明反應(yīng)是否發(fā)生及反應(yīng)是否已至終點(diǎn),小雯同學(xué)在老師的幫助下,進(jìn)行了下圖所示的探究實(shí)驗(yàn)(滴加試劑時(shí)同時(shí)攪拌).
①通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,小雯排除了實(shí)驗(yàn)B,你認(rèn)為她的理由是
石蕊遇堿變藍(lán),遇中性溶液變紫,而這兩種顏色比較接近,現(xiàn)象不明顯
石蕊遇堿變藍(lán),遇中性溶液變紫,而這兩種顏色比較接近,現(xiàn)象不明顯
;
②實(shí)驗(yàn)C中溶液的顏色最終變成了紅色,但也被排除,原因是
溶液變?yōu)榧t色,表明鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng),但是滴加的氫氧化鈉過量,不容易判斷終點(diǎn),所以該方案不合適
溶液變?yōu)榧t色,表明鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng),但是滴加的氫氧化鈉過量,不容易判斷終點(diǎn),所以該方案不合適
;
③實(shí)驗(yàn)時(shí),老師告訴小雯:相對(duì)于實(shí)驗(yàn)A,實(shí)驗(yàn)D也有不足.通過下面的資料,你認(rèn)為理由是
根據(jù)資料可以知道溶液只有達(dá)到弱堿性時(shí)石蕊才會(huì)變成紫色,而鹽酸和氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)時(shí)溶液呈中性,所以滴加的氫氧化鈉溶液依然過量,所以該方案不合適
根據(jù)資料可以知道溶液只有達(dá)到弱堿性時(shí)石蕊才會(huì)變成紫色,而鹽酸和氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)時(shí)溶液呈中性,所以滴加的氫氧化鈉溶液依然過量,所以該方案不合適
;
【資料卡片】:
紫色石蕊試液和無(wú)色酚酞試液在不同酸堿性溶液中的變色情況
紫色石蕊試液 |
pH<5.0:紅色 |
5.0<pH<8.0:紫色 |
pH>8.0:藍(lán)色 |
無(wú)色酚酞試液 |
pH<8.2:無(wú)色 |
8.2<pH<10.0:紅色 |
pH>10.0:無(wú)色 |
④小杰認(rèn)為:將NaOH溶液和稀鹽酸混合后的溶液蒸干,若得到白色固體,則說明反應(yīng)生成NaCl,從而確認(rèn)反應(yīng)已發(fā)生,你認(rèn)為這種觀點(diǎn)是否正確,并說出理由?
不正確;氫氧化鈉也為白色固體
不正確;氫氧化鈉也為白色固體
.
【探究三】:探究實(shí)驗(yàn)過程中的意外情況
(1)為了提高實(shí)驗(yàn)的趣味性,老師演示了如下圖所示的連貫實(shí)驗(yàn),回答下列問題:
①實(shí)驗(yàn)1所得溶液沸騰時(shí)的溫度
>
>
100℃(填“>”、“<”或“=”);
②實(shí)驗(yàn)后溶液一定顯堿性的試管有
4
4
支,實(shí)驗(yàn)3后溶液中NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)
>
>
(填“>”、“<”或“=”)實(shí)驗(yàn)2后溶液中NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù);
③通過上述探究,你對(duì)酚酞試液在堿性溶液中的顏色變化有何新的認(rèn)識(shí)?
在溫度較高的時(shí)候酚酞在堿性溶液中不會(huì)變紅.
在溫度較高的時(shí)候酚酞在堿性溶液中不會(huì)變紅.
;
(2)小岳在他的實(shí)驗(yàn)過程中意外發(fā)現(xiàn)有氣泡出現(xiàn),你認(rèn)為原因是
氫氧化鈉變質(zhì)
氫氧化鈉變質(zhì)
.
【探究四】:從部分變質(zhì)的NaOH樣品中回收較為純凈的NaOH
小江同學(xué)查閱了不同溫度下NaOH的溶解度(見資料卡片),并按如下步驟進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)(其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為實(shí)驗(yàn)操作):
【資料卡片】:
溫度/°C |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
溶解度/g |
64 |
85 |
138 |
203 |
285 |
376 |
①試劑A是
Ca(OH)2
Ca(OH)2
(填化學(xué)式)溶液;
②操作名稱:Ⅰ
過濾
過濾
、Ⅱ
蒸發(fā)
蒸發(fā)
、Ⅲ
降溫結(jié)晶
降溫結(jié)晶
;
③為獲得純度較高的NaOH固體,小江同學(xué)應(yīng)在干燥前將其用
飽和的氫氧化鈉溶液來洗滌所得晶體
飽和的氫氧化鈉溶液來洗滌所得晶體
進(jìn)行淋洗.
【探究五】:測(cè)定NaOH樣品中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
小海取13.5g部分變質(zhì)的NaOH固體樣品加適量的水配成溶液,向其中加入足量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%的稀鹽酸,使其充分反應(yīng),生成二氧化碳2.2g(假設(shè)生成的CO
2被完全吸收).
求:①樣品中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(精確到小數(shù)點(diǎn)后一位);
②在圖中畫出以縱坐標(biāo)表示二氧化碳質(zhì)量,橫坐標(biāo)表示鹽酸質(zhì)量的關(guān)系圖(不要求精確);解題過程:
①設(shè)混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為x,消耗鹽酸的質(zhì)量為y
Na
2CO
3+2HCl═2NaCl+H
2O+CO
2↑
10673 44
xy?7.3%2.2g
==解得:x=5.3g,y=50g
所以氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:
×100%=60.7%
②根據(jù)①的解答可以知道,生成2.2g二氧化碳需要鹽酸的質(zhì)量為50g
故可以作圖如下:
①設(shè)混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為x,消耗鹽酸的質(zhì)量為y
Na
2CO
3+2HCl═2NaCl+H
2O+CO
2↑
10673 44
xy?7.3%2.2g
==解得:x=5.3g,y=50g
所以氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:
×100%=60.7%
②根據(jù)①的解答可以知道,生成2.2g二氧化碳需要鹽酸的質(zhì)量為50g
故可以作圖如下:
;
【反思】:經(jīng)過討論,大家一致認(rèn)為小海方法有誤,求出的NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比實(shí)際值大,造成錯(cuò)誤最有可能的原因是什么?
根據(jù)氫氧化鈉變質(zhì)的過程可以知道,氫氧化鈉要先吸收水分潮解后然后才會(huì)和二氧化碳反應(yīng),所以13.5g樣品中包含了水的質(zhì)量,而計(jì)算時(shí)沒有考慮到吸收的水的質(zhì)量,故會(huì)使求得的氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大
根據(jù)氫氧化鈉變質(zhì)的過程可以知道,氫氧化鈉要先吸收水分潮解后然后才會(huì)和二氧化碳反應(yīng),所以13.5g樣品中包含了水的質(zhì)量,而計(jì)算時(shí)沒有考慮到吸收的水的質(zhì)量,故會(huì)使求得的氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大
;
【拓展提高】:欲使實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠,你對(duì)小海的實(shí)驗(yàn)會(huì)做怎樣的改進(jìn)?
將氫氧化鈉樣品烘干后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
將氫氧化鈉樣品烘干后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
.