Question

【題目】在研究酸和堿的化學性質時，某小組想證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液混合后，雖然無明顯現象，但確實發生了化學反應，試與他們一起完成下列實驗。

（1）探究稀硫酸與氫氧化鈉溶液的反應：

①圖甲到圖乙的反應現象是_____。

②圖中操作存在的問題是_____；若用正確操作測得丙中溶液的pH＝5，溶液中溶質的化學式為_____。

（2）探究上述稀硫酸與氫氧化鈉溶液反應后燒杯中的硫酸是否過量：

實驗方案	實驗步驟	實驗現象	實驗結論
方案一	取樣，滴入適量的氯化鋇溶液	出現白色沉淀	稀硫酸過量
方案二	取樣，滴入幾滴紫色石蕊試液	溶液變紅	稀硫酸過量

上述設計的實驗方案中，正確的是_____，另外一個實驗方案錯誤的原因是_____；請你另選不同種類物質，設計一個確定稀硫酸過量的實驗方案_____。

（3）探究氫氧化鈉溶液的成分：

某小組同學在進行乙實驗時，發現有氣泡冒出，他們猜測氫氧化鈉溶液可能已經_____（用方程式表示）。于是他們又取了部分反應前的氫氧化鈉溶液，加入少量的_____（堿溶液），通過_____現象，確定了自己的猜測。

小組同學對該氫氧化鈉溶液的成分產生了興趣。他們準備對這瓶溶液繼續探究。

（作出猜想）小組同學對該氫氧化鈉溶液的成分做出了猜想：

猜想1．溶液部分變質 猜想2：_____。

（設計方案）

	實驗操作	實驗現象	實驗結論
方案	取少量溶液于試管中，滴加少量澄清石灰水	產生白色沉淀	猜想1正確
	取上層清液放入另一只試管中，滴加酚酞溶液	溶液變為紅色

同學們經過討論，認為該方案不合理，理由是_____：同學們把方案中的某溶液換成了_____溶液，通過實驗現象確定了實驗結論。

Answer 1

【答案】氫氧化鈉溶液由無色變成紅色后又變成無色 圖丙中把pH試紙直接浸入溶液中 Na2SO4、H2SO4 方案二 因為NaOH和H2SO4反應后生成的硫酸鈉也能和BaCl2反應產生白色沉淀 取樣，加入少量的鋅粒（或其他活潑金屬或氧化銅、氧化鐵等金屬氧化物），若有氣體放 出（固體溶解，溶液變色），證明稀硫酸過量，反之不過量 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O Ca（OH）2溶液(Ba（OH）2溶液) 生成白色沉淀 溶液全部變質 Ca（OH）2溶液和Na2CO3反應后又生成了 NaOH，干擾原NaOH的檢驗 足量的CaCl2溶液（或BaCl2溶液、硝酸鈣、硝酸鋇等）

【解析】

（1）①氫氧化鈉溶液顯堿性，能使無色的酚酞試液變紅色；

②測定溶液的pH時，pH試紙不能伸入待測溶液中，以免污染試劑，若用正確操作測得丙中溶液的pH=5，溶液顯酸性，是稀硫酸；

（2）因為NaOH和H2SO4反應后生成的硫酸鈉也能和BaCl2反應產生白色沉淀BaSO4，而石蕊試液遇酸變紅色，所以方案二正確，因為活潑金屬與酸反應生成氫氣，所以可以加入鋅粒等活潑金屬（或碳酸鈉等），若有氣體放出，證明稀硫酸過量，反之稀硫酸不過量；

（3）氫氧化鈉能與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，因為氫氧化鈉與氫氧化鈣不反應，而碳酸鈉與氫氧化鈣反應會生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，化學方程式為：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；所以可以加入氫氧化鈣溶液，若觀察到有白色沉淀生成，說明氫氧化鈉已經變質；

[做出猜想]若氫氧化鈉部分變質，則為氫氧化鈉與碳酸鈉；若氫氧化鈉完全變質，則為碳酸鈉；

[設計方案]碳酸鈉與石灰水反應產生的氫氧化鈉也能使溶液中的酚酞變紅，所以該方案不合理；可設計如下實驗：取少量溶液于試管中，滴加過量的氯化鈣溶液，有白色沉淀生成，證明原溶液中含有碳酸鈉，再取上層清液放入另一只試管中，滴加酚酞溶液，若溶液變為紅色，說明原溶液中含有氫氧化鈉，即猜想一成立。