Question

【題目】某小組同學在查閱“氫氧化鈉使酚酞變紅的原因”時，看到了以下資料。

【資料】

i．實驗室所用酚酞溶液pH < 8。溶液中，酚酞的分子結構會隨著pH的改變而改變，不同的結構在溶液中會表現出不同的顏色，具體如下表所示。

溶液的pH	1≤pH<8	8≤pH≤13	pH>13
酚酞的分子結構	內酯式	醌式	羧酸式
酚酞溶液的顏色	無色	紅色	無色

ii．醌式結構的酚酞能與H2O2溶液發生反應，生成無色物質，該物質在溶液中的顏色不會隨著pH的改變而改變。

iii．NaOH溶液濃度越大，溶液pH越高。

該小組同學對上述資料產生了興趣，決定對酚酞溶液顏色的變化開展探究。

【進行實驗】

組別	實驗操作	實驗現象及數據
1	1-1：配制pH為13的NaOH溶液，取5 mL于試管中，向其中滴加2滴酚酞溶液后，分成兩等份
	1-2：向一支試管中加入稀鹽酸	溶液紅色褪去
	1-3：向另一支試管中加入	溶液紅色褪去
組別	實驗操作	實驗現象及數據
2	2-1：分別配制pH為8、10、11、13 的NaOH溶液，各取5 mL分別 加入4支試管中，再分別向4支 試管中加入5滴30 % H2O2溶 液，最后各滴入2滴酚酞溶液	每支試管中溶液都先變成紅色, 然后紅色逐漸褪去, 各支試管褪色時間如下圖所示：
	2-2：配制pH為9的NaOH溶液，分別取5 mL加入4 支試管中，再向各試管加入5滴質量分數分別為0.5%、1%、2% 、4%的H2O2溶液, 最后各滴入2滴酚酞溶液	每支試管中溶液都先變成紅色, 然后紅色逐漸褪去, 各支試管褪色時間如下圖所示：

【解釋與結論】

（1）實驗1-1中，可以觀察到的實驗現象是_______。

（2）實驗1-2中，溶液紅色褪去的原因是_______（用化學方程式表示）。

（3）實驗1-3的目的是驗證“pH>13時，紅色酚酞溶液會變成無色”，請補全實驗操作_______。

（4）由實驗2-1可以得到結論：H2O2能使變紅的酚酞褪色，_______。

（5）實驗2-2的目的是_______。

【反思與評價】

（6）小組中某位同學在進行實驗2-1時，滴加30 % H2O2溶液，振蕩、靜置30 min后，才向溶液中加入2滴酚酞溶液。靜置過程中，他觀察到有氣泡產生；加入酚酞溶液后，他發現4支試管的褪色時間均長于原實驗2-1。導致酚酞褪色時間變長的原因可能是_______。（忽略NaOH與空氣中CO2的反應）

（7）該小組同學欲繼續探究導致紅色酚酞溶液褪色的原因。

實驗操作	實驗現象
配制pH為14的NaOH溶液，取5 mL于試管中，加入5滴30 % H2O2溶液，再滴入2滴酚酞溶液	溶液先變紅，后褪色

分析導致上述溶液先變紅后褪色的可能原因：_______。

Answer 1

【答案】 滴入酚酞后，溶液變紅 HCl + NaOH ==== NaCl + H2O 加入氫氧化鈉固體 且pH越大，褪色所需時間越短 探究過氧化氫溶液濃度對變紅后的酚酞溶液褪色所需時間（或快慢）的影響 放置過程中過氧化氫分解，導致過氧化氫溶液濃度降低，使得褪色時間變長 剛剛滴入酚酞溶液時，溶液中酚酞分子存在醌式結構，因此溶液顯紅色；之后，過氧化氫溶液把醌式結構氧化，使溶液褪色（其他合理答案可得分）

【解析】（1）根據酚酞溶液遇堿變紅解答；

（2）稀鹽酸與氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉和水；

（3）根據pH>13時，紅色酚酞溶液會變成無色解答；

（4）根據實驗2-1中溶液的pH與褪色時間分析解答；

（5）通過實驗2-2中過氧化氫溶液濃度及溶液的pH與褪色時間分析解答；

（6）過氧化氫溶液分解；

（7）根據酚酞的分子結構及過氧化氫溶液有氧化性解答。

解：（1）滴入酚酞后，溶液變紅 ；

（2）稀鹽酸與氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉和水，化學方程式HCl + NaOH =NaCl + H2O；

（3）pH>13時，紅色酚酞溶液會變成無色。故實驗操作的目的應是使溶液pH增大。故應加入氫氧化鈉固體；

（4）由實驗2-1可以得到結論：H2O2能使變紅的酚酞褪色，且pH越大，褪色所需時間越短；

（5）實驗2-2的目的是探究過氧化氫溶液濃度對變紅后的酚酞溶液褪色所需時間（或快慢）的影響；

（6）導致酚酞褪色時間變長的原因可能是放置過程中過氧化氫分解，導致過氧化氫溶液濃度降低，使得褪色時間變長；

（7）導致上述溶液先變紅后褪色的可能原因：剛剛滴入酚酞溶液時，溶液中酚酞分子存在醌式結構，因此溶液顯紅色；之后，過氧化氫溶液把醌式結構氧化，使溶液褪色（其他合理答案可得分）。