Question

10．鹽酸或硫酸和氫氧化鈉溶液的中和反應沒有明顯的現(xiàn)象．某學習興趣小組的同學為了證明氫氧化鈉溶液與鹽酸或硫酸發(fā)生了反應，從中和反應的熱效應出發(fā)，設計了下面幾種實驗方案．請回答有關問題．
（1）方案一：如圖1裝好實驗裝置，圖中小試管用細線吊著，細線的上端拴在細鐵絲上．開始時使右端U形管兩端紅墨水相平．實驗開始，向下插細鐵絲，使小試管內(nèi)鹽酸和廣口瓶內(nèi)氫氧化鈉溶液混合，此時觀察到的現(xiàn)象是U形管內(nèi)液面左邊下降、右邊升高，原因是鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應放出熱量，使瓶內(nèi)氣體溫度升高，壓強增大．

（2）方案二：該小組借助反應溶液溫度的變化來判斷反應的發(fā)生．如果氫氧化鈉溶液與鹽酸混合前后有溫度的變化，則證明發(fā)生了化學反應．該小組同學將不同濃度的氫氧化鈉溶液和鹽酸各10mL混合，用溫度計測量反應前后溫度的變化，測得的部分數(shù)據(jù)如下表：

編號	鹽酸	氫氧化鈉	△t/℃
1	0.1mol•L-1	0.05mol•L-1	3.5
2	0.1mol•L-1	0.1mol•L-1	x
3	0.2mol•L-1	0.2mol•L-1	14

則x=7．
（3）方案三：該小組還設計了如圖2示裝置來證明氫氧化鈉溶液確實與稀硫酸發(fā)生了反應．他們認為若洗氣瓶中導管口有氣泡冒出，則說明該反應放出熱量，從而證明發(fā)生了反應．
①實驗時，打開分液漏斗活塞，發(fā)現(xiàn)導管流出液體不暢，原因可能是沒打開分液漏斗上部塞子
②從原理上講，該實驗設計的不合理之處為稀硫酸具有一定的體積，冒出氣泡的原因可能是加入稀硫酸的體積引起的．
請你在此實驗裝置的基礎上提出修改方案分液漏斗上口和錐形瓶之間連接一導管．

Answer 1

分析 （1）由于鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應放出熱量，使瓶內(nèi)氣體溫度升高，壓強增大，所以U形管內(nèi)液面左邊下降、右邊升高；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實驗2中生成水的物質(zhì)的量是實驗1中的2倍，實驗溶液升高的溫度也應該是2倍，即溫度差是7℃；
（3）①要保證液體順利流下，則有關保證內(nèi)外壓強相等，因此可能的原因是沒有分液漏斗上部塞子；
②原因稀硫酸具有一定的體積，冒出氣泡的原因也可能是加入稀硫酸的體積引起的；所以改進的方法就是在分液漏斗上口和錐形瓶之間連接一導管，使容器內(nèi)氣體體積不變的．

解答 解：（1）鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應放出熱量，使瓶內(nèi)氣體溫度升高，壓強增大，所以U形管內(nèi)液面左邊下降、右邊升高，故答案為：U形管內(nèi)液面左邊下降、右邊升高；鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應放出熱量，使瓶內(nèi)氣體溫度升高，壓強增大；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實驗2中氫氧化鈉的濃度增加為實驗1的2倍，故生成水的物質(zhì)的量是實驗1中的2倍，實驗溶液升高的溫度也應該是2倍，即溫度差是7℃，
故答案為：7；
（3）①為了保證液體順利流下，就得保證內(nèi)外壓強相等，故可能的原因是沒有分液漏斗上部塞子，故答案為：沒打開分液漏斗上部塞子；
②稀硫酸具有一定的體積，冒出氣泡也可能是加入稀硫酸的體積引起的；所以改進的方法就是在分液漏斗上口和錐形瓶之間連接一導管，使容器內(nèi)氣體體積不變的，
故答案為：稀硫酸具有一定的體積，冒出氣泡的原因可能是加入稀硫酸的體積引起的；分液漏斗上口和錐形瓶之間連接一導管．

點評 本題主要考查的是中和反應實驗的綜合性題目，難度較大，分別從中和反應放熱、實驗方案的設計與評價等方面檢驗了學生的實驗能力，是一好題．