Question

5．小明在實驗室里將氫氧化鈉溶液和鹽酸混合，無明顯現(xiàn)象．
【提出問題】兩者是否發(fā)生了化學反應？
【猜想與假設】猜想①：發(fā)生了化學反應；猜想②：沒有發(fā)生化學反應
【實驗探究】
（1）甲同學取2mLNaOH溶液于試管中，滴人1～2滴酚酞試劑，振蕩，逐滴加入稀鹽酸，同時不斷振蕩試管，觀察到的現(xiàn)象是溶液由無色變?yōu)榧t色又由紅色變?yōu)闊o色，上述實驗現(xiàn)象證明：隨著稀鹽酸的滴人，溶液堿性減弱，這是由于氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生了反應被消耗，由此證明，上述實驗過程確實發(fā)生了化學反應．請寫出該反應的化學方程式HCl+NaOH=NaCl+H₂O．
（2）老師將稀鹽酸逐滴勻速加入一定量的稀氫氧化鈉溶液中，用數(shù)字化儀器對反應過程中溶液的溫度、pH進行實時測定，得到的曲線如圖所示．

乙同學認為根據(jù)圖象也能判斷出稀鹽酸與稀氫氧化鈉溶液發(fā)生了反應，乙同學的依據(jù)是一段時間內(nèi)溶液的溫度升高，而溶液pH明顯下降直至7以下；請你根據(jù)圖中曲線判斷大約50秒時二者恰好發(fā)生反應．
【實驗反思】
丙同學認為溶液溫度升高也可能是氫氧化鈉溶液或鹽酸稀釋釋放的熱量，不足以證明二者發(fā)生了反應，請設計合理的實驗方案排除這種可能性．
【實驗拓展】
對于沒有明顯現(xiàn)象的化學變化，可以通過驗證反應物消失、新物質(zhì)生成、監(jiān)測溫度、pH變化等來“造出現(xiàn)象”，使反應現(xiàn)象明顯，從而獲得正確的認識．
請再設計出一種不同的實驗方案證明氫氧化鈉溶液與稀鹽酸確實發(fā)生反生了化學反應．

Answer 1

分析 【實驗探究】
（1）根據(jù)氫氧化鈉與鹽酸的反應、溶液的酸堿性的變化分析回答有關的問題；
（2）根據(jù)溶液溫度的變化、酸堿度的變化分析回答；
【實驗反思】
利用對比試驗探究溶液的酸堿中反應是放熱反應；
【實驗拓展】
根據(jù)酸堿的性質(zhì)分析設計實驗方案證明氫氧化鈉溶液與稀鹽酸確實發(fā)生反生了化學反應．

解答 解：【實驗探究】
（1）氫氧化鈉溶液能夠使酚酞變紅，所以將酚酞滴入氫氧化鈉溶液中后會觀察到溶液變紅，而酚酞在中性和酸性溶液中呈無色，所以當向滴加了酚酞的氫氧化鈉溶液中滴加鹽酸會發(fā)現(xiàn)溶液的紅色逐漸減弱，最終會變成無色；通過觀察實驗過程可以知道，隨著鹽酸的滴入，溶液堿性逐漸減弱．這是由于鹽酸和氫氧化鈉溶液發(fā)生了中和反應，反應的化學方程式為：HCl+NaOH=NaCl+H₂O．
（2）由圖象可見隨著鹽酸的滴入，一段時間內(nèi)溶液的溫度升高，溶液pH明顯下降直至7以下，說明氫氧化鈉溶液和鹽酸發(fā)生了化學反應，且該反應是個放熱反應．據(jù)圖可知，當溶液pH=7和溫度達最高值時，對應的時間大約為50秒．
【實驗反思】
      分別用水稀釋原氫氧化鈉溶液和鹽酸，用溫度傳感器監(jiān)測溫度變化．可分別排除氫氧化鈉溶液和鹽酸稀釋放熱的可能．使原實驗更具說服力．
【實驗拓展】
    氫氧化鈉具有堿性，會與硫酸銅反應生成氫氧化銅沉淀，所以可以加入硫酸銅，無藍色沉淀說明溶液中無氫氧化鈉存在，即可說明二者發(fā)生了反應．鹽酸具有酸性可以和氫前金屬、碳酸鹽等反應產(chǎn)氣，在氫氧化鈉溶液中加入鐵釘，開始加入稀鹽酸不產(chǎn)氣，說明鹽酸與氫氧化鈉反應被消耗，說明二者發(fā)生了反應．所以實驗方案是：
方案一：向氫氧化鈉溶液中加入過量的稀鹽酸，然后加入硫酸銅，無藍色沉淀生成，說明氫氧化鈉被鹽酸消耗．證明二者發(fā)生了化學反應．
方案二：向適量氫氧化鈉溶液中加入一根打磨過的鐵釘，無氣泡產(chǎn)生，再逐滴加入稀鹽酸，一段時間后才有氣泡產(chǎn)生，說明開始滴入的鹽酸被氫氧化鈉消耗等．
故答為：【實驗探究】
（1）溶液由無色變?yōu)榧t色又由紅色變?yōu)闊o色；減弱； 氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生了反應被消耗；HCl+NaOH=NaCl+H₂O．
（2）一段時間內(nèi)溶液的溫度升高，而溶液pH明顯下降直至7以下；填45～55都對
【實驗反思】分別用等量的水替代鹽酸和氫氧化鈉溶液，稀釋原氫氧化鈉溶液和鹽酸，用溫度傳感器監(jiān)測溫度變化．溫度無明顯變化，則說明溶液溫度升高是二者反應產(chǎn)生的．
【實驗拓展】（答案開放，合理即可）
方案一：向氫氧化鈉溶液中加入過量的稀鹽酸，然后加入硫酸銅，無藍色沉淀生成，說明氫氧化鈉被鹽酸消耗．證明二者發(fā)生了化學反應．
方案二：向適量氫氧化鈉溶液中加入一根打磨過的鐵釘，無氣泡產(chǎn)生，再逐滴加入稀鹽酸，一段時間后才有氣泡產(chǎn)生，說明開始滴入的鹽酸被氫氧化鈉消耗．

點評 本題主要考查實驗設及分析計能力、轉(zhuǎn)化的思想、酸和堿的化學性質(zhì)、中和反應及化學方程式書寫等知識．