Question

10．稀硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)沒有明顯現(xiàn)象，老師們在課堂上欲帶領(lǐng)同學們設(shè)計實驗證明它們之間發(fā)生了化學應(yīng)．（1）請寫出氫氧化鈉與稀硫酸反應(yīng)的化學方程式2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O．
（2）李海提出可以通過測量在稀硫酸溶液中不斷滴加氫氧化鈉溶液過程中溶液pH的變化得出結(jié)論，請描述測量溶液pH的方法用玻璃棒沾取待測溶液，涂在pH試紙上，觀察變色情況，并于比色卡對照確定pH．
（3）化學反應(yīng)過程中通常伴隨有能量變化，查閱資料發(fā)現(xiàn)中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)．劉梅同學提出可以利用在氫氧化鈉固體中稀硫酸，測量反應(yīng)過程中溫度的變化情況達到實驗的目的．這一方案立即被同學認為不完善，你認為方案不完善的原因是氫氧化鈉固體溶解放熱，給實驗帶來干擾．大家一起討論了實驗改進方案，大家都認為該實驗要得到科學的結(jié)論需要控制相等的量是反應(yīng)前酸、堿溶液溫度相同，隨后大家根據(jù)科學的方案重新進行了實驗，實驗中溫度隨滴加稀硫酸溶液體積變化情況記錄如下表：

稀硫酸溶液體積（mL）	0	2	4	5	6	7	8	9	10
溫度 （℃）	20	20.5	24	24.8	25.2	24.3	23.6	21	20

分析以上數(shù)據(jù)，氫氧化鈉完全反應(yīng)時消耗的稀硫酸溶液的體積是6ml；一段時間后，溫度降低的原因是硫酸過量，由于熱傳遞，導(dǎo)致溫度降低．
（如果你能正確回答下列問題，你將得到4分獎勵，但本卷總分不超過60分）
（4）請設(shè)計出兩種不同的實驗方法證明氫氧化鈉溶液中加入稀硫酸兩者發(fā)生了化學反應(yīng)．
方法一：氫氧化鈉溶液中滴入幾滴酚酞試液，再逐滴加入稀硫酸，溶液由紅色變?yōu)闊o色，說明二者發(fā)生了化學反應(yīng)；方法二：在氫氧化鈉溶液中加入過量的稀硫酸，然后加入硫酸銅，沒有藍色沉淀生成，說明兩者發(fā)生了化學反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氫氧化鈉和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水進行分析；
（2）根據(jù)用pH試紙測定溶液pH值的方法進行分析；
（3）根據(jù)氫氧化鈉固體溶液水放出大量的熱，控制變量法的操作，以及表中的數(shù)據(jù)進行分析；
（4）根據(jù)氫氧化鈉溶液顯堿性，可使酚酞變紅，而酸性、中性溶液不能使酚酞變色，會與硫酸銅反應(yīng)生成藍色的氫氧化銅沉淀等知識設(shè)計實驗．

解答 解：（1）氫氧化鈉和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水，化學方程式為：2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）測量溶液pH的方法是：用玻璃棒沾取待測溶液，涂在pH試紙上，觀察變色情況，并于比色卡對照確定pH；
（3）氫氧化鈉固體溶液水放出大量的熱，所以利用在氫氧化鈉固體中滴加稀硫酸，測量反應(yīng)過程中溫度的變化情況達到實驗的目的，該方案不完善的原因是：氫氧化鈉固體溶解放熱，給實驗帶來干擾，需要測定中和反應(yīng)中溫度的變化，所以該實驗要得到科學的結(jié)論需要控制相等的量是：反應(yīng)前酸、堿溶液溫度相同，通過分析表中的數(shù)據(jù)可知，氫氧化鈉完全反應(yīng)時消耗的稀硫酸體積是6ml；一段時間后，溫度降低的原因是：硫酸過量，由于熱傳遞，導(dǎo)致溫度降低；
（4）氫氧化鈉具有堿性，可以是酚酞顯紅色，會與硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀，所以
方法一：氫氧化鈉溶液中滴入幾滴酚酞試液，再逐滴加入稀硫酸，溶液由紅色變?yōu)闊o色，說明二者發(fā)生了化學反應(yīng)；
方法二：在氫氧化鈉溶液中加入過量的稀硫酸，然后加入硫酸銅，沒有藍色沉淀生成，說明兩者發(fā)生了化學反應(yīng)．
故答案為：（1）2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）用玻璃棒沾取待測溶液，涂在pH試紙上，觀察變色情況，并于比色卡對照確定pH；
（3）氫氧化鈉固體溶解放熱，給實驗帶來干擾；反應(yīng)前酸、堿溶液溫度相同；6；硫酸過量，由于熱傳遞，導(dǎo)致溫度降低；
（4）氫氧化鈉溶液中滴入幾滴酚酞試液，再逐滴加入稀硫酸，溶液由紅色變?yōu)闊o色，說明二者發(fā)生了化學反應(yīng)；
在氫氧化鈉溶液中加入過量的稀硫酸，然后加入硫酸銅，沒有藍色沉淀生成，說明兩者發(fā)生了化學反應(yīng)．

點評 在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結(jié)合學過的知識和題中所給的知識進行解答．