Question

9．某興趣小組在準備化學實驗基本技能考查時，對以下問題進行了探究．
Ⅰ．探究酸和堿能否發(fā)生反應
方案l：甲同學向盛有少量NaOH溶液的試管中滴幾滴無色酚酞試液，振蕩，繼續(xù)加入稀硫酸，觀察到溶液由紅色變成無色．甲同學得出結論：酸和堿能發(fā)生反應．
方案2：乙同學取少量NaOH溶液，測得溶液pH為10，向該溶液中加入一定量稀硫酸后，測得溶液pH為9，乙同學發(fā)現(xiàn)溶液pH減小了，得出結論：酸和堿能發(fā)生反應．
交流討論：大家同意甲同學的結論，對乙同學的實驗過程提出質疑，溶液pH減小的原因還可能是稀硫酸中的水稀釋了NaOH溶液；大家認為，乙同學向NaOH溶液中加入稀硫酸后，測得溶液的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．
請寫出稀硫酸和氫氧化鈉溶液反應的化學方程式2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O．
Ⅱ．探究酸和堿反應后溶液中溶質的成分
丙同學對探究Ⅰ中甲同學實驗后的無色溶液展開探究．
【提出問題】試管中無色溶液的溶質除了酚酞還有什么？
【提出猜想】（l）Na₂SO₄；（2）Na₂SO₄和H₂SO₄．
【設計實驗】

	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
方案1	向試管中加入少量鋅粒，然后加入甲同學實驗后的無色溶液	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實驗后的無色溶液，然后慢慢滴加NaOH溶液，并不斷振蕩試管	開始無明顯現(xiàn)象，過一會發(fā)現(xiàn)溶液由無色變成紅色．

【實驗反思】為了驗證猜想（2）成立，你認為還可以選擇的藥品是C（填字母序號）
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分析；
方案2：根據(jù)堿中加入酸發(fā)生中和反應后，溶液的pH變小，等于7或小于7來分析；根據(jù)化學反應的原理來書寫化學方程式；
Ⅱ．【提出猜想】溶液變?yōu)榱藷o色，說明不含有氫氧化鈉，結合反應過程進行猜想；
【設計實驗】根據(jù)酸和堿的性質以及酚酞試液的變色情況來分析；
【實驗反思】根據(jù)酸的化學性質、檢驗方法來分析．

解答 解：Ⅰ．方案l：氫氧化鈉溶液顯堿性，滴入無色酚酞試液變紅色，繼續(xù)加入稀硫酸，硫酸與氫氧化鈉發(fā)生中和反應生成硫酸鈉和水，當加入的硫酸將氫氧化鈉完全中和后，溶液變成無色；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，測得溶液的pH必須小于或等于7時才能證明酸和堿能發(fā)生反應．故填：小于或等于；
硫酸與氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水；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（但是溶液是無色，說明一定不含氫氧化鈉）；若硫酸有剩余，則還含有硫酸，則溶液中的溶質是硫酸鈉和硫酸；故填：H₂SO₄；
【設計實驗】方案1：若猜想（2）成立，即反應后的溶液中存在硫酸鈉和硫酸，加入鋅粒后，鋅與硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，會觀察到有氣泡產(chǎn)生；故填：氣泡；
方案2：若猜想（2）成立，即反應后的溶液中存在硫酸鈉和硫酸，向試管中加入少量甲同學實驗后的無色溶液，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，無色的酚酞試液變紅色；故填：溶液由無色變成紅色；
【實驗反思】若證明有硫酸的存在，加入BaCl₂溶液不可行，因為硫酸鈉也能與氯化鋇溶液反應生成白色的硫酸鋇沉淀；銅與硫酸不反應，也不可行；氧化鐵能夠與硫酸反應生成硫酸鐵和水，會觀察到紅色粉末消失，溶液有無色變成黃色；故填：C．

點評 實驗現(xiàn)象是物質之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．