Question

物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，常伴隨有明顯的現(xiàn)象，但有些化學(xué)反應(yīng)卻觀察不到明顯的現(xiàn)象．某興趣小組同學(xué)為證明硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了中和反應(yīng)，從不同角度設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
方案一：用測(cè)pH的方法證明硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)．
先用pH試紙測(cè)定NaOH溶液的pH，再滴加硫酸，并不斷振蕩溶液，同時(shí)測(cè)定混合溶液的pH，如果測(cè)得的pH逐漸變小且小于7，則證明NaOH溶液與稀硫酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．
（1）用pH試紙測(cè)定溶液的pH時(shí)，正確的操作是：在白瓷板或玻璃片上放

 

，將被測(cè)液滴到試紙上，并將試紙

 

與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較．
（2）你認(rèn)為判斷此反應(yīng)是否發(fā)生的關(guān)鍵點(diǎn)是“測(cè)得的pH逐漸變小”還是“測(cè)得的pH小于7”？

 

．其理由是排除

 

因素的干擾．
方案二：用碳酸鉀溶液驗(yàn)證硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)．
【實(shí)驗(yàn)藥品】稀硫酸、稀氫氧化鈉溶液、碳酸鉀溶液．
【實(shí)驗(yàn)儀器】試管、滴管、10ml量筒等
【設(shè)計(jì)方案并實(shí)驗(yàn)】
（1）小江同學(xué)的實(shí)驗(yàn)：在試管中加入2ml稀硫酸，逐滴加入

 

溶液，振蕩后，再滴入
V₁ml

 

溶液，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)氣泡逸出．反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（2）小偉同學(xué)的實(shí)驗(yàn)：在試管中加入2ml稀硫酸，逐滴加入一定量的氫氧化鈉溶液，振蕩后，再滴入碳酸鉀溶液，有氣泡逸出，繼續(xù)滴加碳酸鉀溶液至恰好無(wú)氣泡時(shí)，共消耗碳酸鉀溶液V₂ml．
（3）小明同學(xué)的實(shí)驗(yàn)：小明認(rèn)為小江的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明能用碳酸鉀溶液來(lái)驗(yàn)證；而小偉的實(shí)驗(yàn)還不能，需再做一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)才能說(shuō)明．他另取一支試管，加入2ml稀硫酸，逐滴加入碳酸鉀溶液至

 

（填寫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象），記錄消耗的碳酸鉀溶液體積為V₃ml．當(dāng)V₃

 

（選填“大于”、“等于”或“小于”）V₂時(shí)，可以證明硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)．
【反思】在小江的實(shí)驗(yàn)中，碳酸鉀溶液的作用是

 

（填字母）．
A．僅是反應(yīng)物     B．相當(dāng)于指示劑      C．作催化劑．

Answer 1

分析：方案一：（1）用pH試紙測(cè)定溶液的pH的方法來(lái)完成解答；
（2）根據(jù)硫酸和氫氧化鈉溶液的pH值來(lái)完成解答；
【設(shè)計(jì)方案并實(shí)驗(yàn)】
（1）在小江同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，先向稀硫酸中逐滴加入氫氧化鈉溶液，再滴入碳酸鉀溶液，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)氣泡逸出，說(shuō)明加入氫氧化鈉溶液后的溶液中已經(jīng)沒有稀硫酸，則證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了中和反應(yīng)；
（3）加入碳酸鉀溶液時(shí)有氣泡逸出，說(shuō)明溶液中稀硫酸，因此，該實(shí)驗(yàn)不能證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了中和反應(yīng)．要證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了中和反應(yīng)，需補(bǔ)充如下實(shí)驗(yàn)：向2mL稀硫酸中直接滴加碳酸鉀溶液至無(wú)氣泡產(chǎn)生，記錄消耗碳酸鉀溶液的體積，若此體積大于小偉的實(shí)驗(yàn)中消耗的碳酸鉀溶液的體積，則證明在小偉的實(shí)驗(yàn)中稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了中和反應(yīng)；
【反思】根據(jù)碳酸鉀溶液能和酸反應(yīng)的性質(zhì)來(lái)完成解答．

解答：解：方案一：
（1）用pH試紙測(cè)定溶液的pH時(shí)，正確的操作是：在白瓷板或玻璃片上放pH試紙，將被測(cè)液滴到試紙上，并將試紙顯示的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較即可得出溶液的pH值．
（2）加入稀硫酸也會(huì)導(dǎo)致氫氧化鈉溶液變稀，而使溶液的pH值變小，所以判斷氫氧化鈉和稀硫酸反應(yīng)的現(xiàn)象應(yīng)該是溶液的pH值小于7，
方案二：
（1）先向稀硫酸中逐滴加入氫氧化鈉溶液，再滴入碳酸鉀溶液，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)氣泡逸出，說(shuō)明加入氫氧化鈉溶液可以與稀硫酸反應(yīng)，所以本題答案為：氫氧化鈉，碳酸鉀，2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
（3）加入碳酸鉀溶液時(shí)有氣泡逸出，說(shuō)明溶液中稀硫酸，因此，該實(shí)驗(yàn)不能證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了中和反應(yīng)．要證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了中和反應(yīng)，需補(bǔ)充如下實(shí)驗(yàn)：向2mL稀硫酸中直接滴加碳酸鉀溶液至無(wú)氣泡產(chǎn)生，記錄消耗碳酸鉀溶液的體積，若此體積大于小偉的實(shí)驗(yàn)中消耗的碳酸鉀溶液的體積，則證明在小偉的實(shí)驗(yàn)中稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了中和反應(yīng)．
【反思】根據(jù)（3）的解答可以知道，在小江的實(shí)驗(yàn)中，碳酸鉀溶液的作用相當(dāng)于是指示劑，故選B．
故答案為：
方案一：（1）pH試紙；顯示的顏色；
（2）測(cè)得的pH小于7；排除因硫酸的加入，稀釋氫氧化鈉溶液而引起pH減小．（能答到“因硫酸的加入，氫氧化鈉被稀釋”就給分）；
（1）NaOH；  K₂CO₃；H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O；
（3）無(wú)氣泡產(chǎn)生；V₃ml＞V₂ml．            
【反思】B．

點(diǎn)評(píng)：此題在以往對(duì)中和反應(yīng)探究考查的基礎(chǔ)上又有所拓展，從定量研究的角度對(duì)同學(xué)們提出了要求．很多同學(xué)由于基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢固，心理素質(zhì)較差，缺乏分析推理和實(shí)驗(yàn)探究能力而不能順利解答此類綜合性問(wèn)題．