Question

20．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)下開始探究活動．以下是教學(xué)片斷，請你參與學(xué)習(xí)并幫助填寫空格（包括表中空格）．
【查閱資料】Na₂SO₄溶液呈中性
【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H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O．
Ⅰ．定性探究
【提出問題】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種并說出理由猜想四H₂SO₄和NaOH在溶液中不能共存．
【繼續(xù)試驗】（1）丙組同學(xué)取燒杯中的少量溶液于試管中，滴加幾滴酚酞溶液，無明顯變化，溶液中一定沒有NaOH或氫氧化鈉．
（2）為了驗證其余猜想，各組同學(xué)取燒杯中的溶液，丙選用老師提供的pH試紙、銅片、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液，分別進(jìn)行如下三組探究實驗．

實驗方案	①測溶液pH	②滴加Na2CO3溶液	③滴加BaCl2溶液
實驗現(xiàn)象	試紙變色，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比照，得pH＜7	有氣泡產(chǎn)生	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)一直確定猜想二是正確的．
【評價反思、老師對同學(xué)能用多種方法進(jìn)行探究，并且得出正確結(jié)論給予肯定，同時也指出上述三個實驗探究中也有一個是不合理的，這個方案是③（選填①、②、③），你還可以選擇鋅粒（填藥品名稱）進(jìn)行實驗，也能得出同樣的結(jié)論．
【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)們一起在反應(yīng)后的方框中補(bǔ)畫未畫全的微粒．

Ⅰ．定量探究
取上述【演示實驗】反應(yīng)后燒杯中的溶液100g，設(shè)計如下實驗：
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

分析 【學(xué)生板演】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；
【假設(shè)猜想】根據(jù)酸堿不能共存判斷不合理的猜想；
【實驗探究】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】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．
【剖析本質(zhì)】根據(jù)酸和堿反應(yīng)生成鹽和水解答；
II．定量探究
根據(jù)化學(xué)方程式計算分析．

解答 解：
【學(xué)生板演】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；
【假設(shè)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；
【實驗探究】
（1）取燒杯中的少量溶液于試管中，滴加幾滴酚酞溶液，無明顯變化，說明溶液中一定沒有氫氧化鈉．
（2）溶液中有硫酸，滴加碳酸鈉后，碳酸鈉會和硫酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，因此會看到產(chǎn)生氣泡．
【評價反思】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；故③錯；根據(jù)酸可以和活潑金屬反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，可以選擇鋅粒，如果有氣泡產(chǎn)生，說明有硫酸．
【剖析本質(zhì)】補(bǔ)兩個水分子、兩個氫離子

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
$\frac{80}{20g×10%}=\frac{142}{x}$
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
$\frac{142}{y}=\frac{233}{23.3g}$
y=14.2g
反應(yīng)后溶液中Na₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{14.2g-3.55g}{100g}$×100%=10.65%
故答案為：
【學(xué)生板演】H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O
【假設(shè)猜想】猜想四      H₂SO₄和NaOH在溶液中不能共存
【實驗探究】
（1）NaOH或氫氧化鈉
（2）有氣泡產(chǎn)生
【評價反思】
③Na₂SO₄與BaCl₂反應(yīng)也會生成白色沉淀，不能證明一定有H₂SO₄存在    鋅粒
【剖析本質(zhì)】

II．定量探究
反應(yīng)后溶液中Na₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是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、實驗方案的評價以及計算，解答時要全面審題，認(rèn)真解答．