Question

某化學(xué)課堂圍繞“酸堿中和反應(yīng)”，將學(xué)生分成若干小組，在老師引導(dǎo)下開展探究活動．以下是教學(xué)片段，請你參與學(xué)習(xí)并幫助填寫空格（包括表中空格）．
【演示實驗】將一定量的稀H₂SO₄加入到盛有NaOH溶液的燒杯中．
【學(xué)生板演】該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
Ⅰ．定性探究
【提出問題】實驗中未觀察到明顯現(xiàn)象，部分同學(xué)產(chǎn)生了疑問：反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)是什么呢？
【猜想】針對疑問大家紛紛提出猜想．甲組同學(xué)的猜想如下：
猜想一：只有Na₂SO₄                 猜想二：有Na₂SO₄和H₂SO₄
猜想三：有Na₂SO₄和NaOH         猜想四：有Na₂SO₄、H₂SO₄和NaOH
乙組同學(xué)對以上猜想提出質(zhì)疑，認(rèn)為有一種猜想是不合理的．你認(rèn)為不合理的猜想是哪一種并說出理由

 

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【繼續(xù)實驗】（1）丙組同學(xué)取燒杯中的少量溶液于試管中，滴加幾滴CuSO₄溶液，無明顯變化，溶液中一定沒有

 

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（2）為了驗證其余猜想，各組同學(xué)取燒杯中的溶液，并選用老師提供的pH試紙、銅片、BaC1₂溶液、Na₂CO₃溶液，分別進(jìn)行如表三組探究實驗．

實驗方案	①測溶液pH	②滴加Na2CO3溶液	③滴加BaCl2溶液
實驗操作
實驗現(xiàn)象	試紙變色，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比照，得pH＜7		產(chǎn)生白色沉淀
實驗結(jié)論	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4

【得出結(jié)論】通過探究，全班同學(xué)一致確定猜想二是正確的．
【評價反思】老師對同學(xué)們能用多種方法進(jìn)行探究，并且得出正確結(jié)論給予了肯定．同時也指出上述三個實驗探究中存在兩處明顯錯誤，請大家反思．同學(xué)們經(jīng)過反思發(fā)現(xiàn)了這兩處錯誤：
（1）實驗操作中明顯的一處錯誤是

 

；
（2）實驗方案探究中也有一個是不合理的，這個方案是

 

（選填①、②、③），不合理的原因是

 

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【剖析本質(zhì)】實驗后，老師又帶領(lǐng)大家從微觀的角度來理解此反應(yīng)的實質(zhì)，請你和同學(xué)們一起在如圖反應(yīng)后的方框中補畫未畫全的微粒．
II．定量探究
取上述【演示實驗】反應(yīng)后燒杯中的溶液100g，設(shè)計如圖實驗：
試計算上述【演示實驗】反應(yīng)后溶液中Na₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（列出計算過程）

Answer 1

考點：中和反應(yīng)及其應(yīng)用,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡單計算,酸的化學(xué)性質(zhì),堿的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與化學(xué)方程式相結(jié)合的計算,常見的酸 酸的通性

分析：【演示實驗】硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，注意化學(xué)式的寫法和配平；
【猜想】根據(jù)酸堿不能共存判斷不合理的猜想；
【繼續(xù)實驗】
（1）硫酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)能生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，因此溶液中滴加幾滴CuSO₄溶液，無明顯變化，說明溶液中一定沒有氫氧化鈉；
（2）根據(jù)碳酸鈉和硫酸反應(yīng)能生成二氧化碳?xì)怏w解答；
【評價反思】
（1）根據(jù)圖示操作判斷，檢測溶液的pH時，pH試紙不能伸入溶液中；
（2）檢驗一種物質(zhì)時要排除其他物質(zhì)的干擾，硫酸鈉也能與氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀；
II．定量探究
根據(jù)化學(xué)方程式計算分析．

解答：解：
【演示實驗】硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，化學(xué)方程式為H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄ +2H₂O；
【猜想】硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，酸或堿可能過量，但不能同時過量，因為酸堿不能共存，會繼續(xù)反應(yīng)，故猜想四不合理；
【繼續(xù)實驗】
（1）硫酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)能生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，因此溶液中滴加幾滴CuSO₄溶液，無明顯變化，說明溶液中一定沒有氫氧化鈉．
（2）碳酸鈉和硫酸反應(yīng)能生成二氧化碳?xì)怏w，會看到溶液中有氣泡冒出；
【評價反思】
（1）根據(jù)圖示操作判斷，檢測溶液的pH時，pH試紙不能伸入溶液中，應(yīng)用玻璃棒蘸取少量溶液涂到pH試紙上；
（2）檢驗一種物質(zhì)時要排除其他物質(zhì)的干擾，硫酸鈉也能與氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀，故不能證明溶液中一定存在硫酸；
II．定量探究
解：設(shè)反應(yīng)后溶液中H₂SO₄與NaOH反應(yīng)生成的Na₂SO₄的質(zhì)量為x
H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O
       80     142
   20g×10%    x

80

142

=

20×10%

x

x=3.55g
設(shè)反應(yīng)后溶液中H₂SO₄與NaOH反應(yīng)生成的Na₂SO₄與反應(yīng)后溶液中原有Na₂SO₄的質(zhì)量共為y
Na₂SO₄+BaCl₂=2NaCl+BaSO₄↓
142                233
y                  23.3g

142

233

=

y

23.3g

y=14.2g
反應(yīng)后溶液中Na₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

14.2g-3.55g

100g

×100%=10.65%
答案：
【學(xué)生板演】H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄ +2H₂O；
【猜    想】猜想四不合理，H₂SO₄和NaOH會繼續(xù)反應(yīng)，不可能共存．
【繼續(xù)實驗】
（1）NaOH
（2）有產(chǎn)生氣泡
【評價反思】
（1）將pH試紙直接放入待測液測pH
（2）③生成的Na₂SO₄也會與BaCl₂反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，不一定是有過量H₂SO₄引起的
【剖析本質(zhì)】如下圖，即補2個水分子、2個氫離子
II．定量探究10.65%

點評：此題通過中和反應(yīng)考查了化學(xué)方程式的書寫，實驗方案設(shè)計、實驗操作以及實驗方案的評價，解答時要全面審題，認(rèn)真解答．