题目内容

物质之间发生化学反应时,常伴随有明显的现象,但有些化学反应却观察不到明显的现象.某兴趣小组同学为证明硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应,从不同角度设计了如下实验方案,并进行实验.
方案一:用测pH的方法证明硫酸与氢氧化钠溶液发生中和反应.
先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加硫酸,并不断振荡溶液,同时测定混合溶液的pH,如果测得的pH逐渐变小且小于7,则证明NaOH溶液与稀硫酸发生了化学反应.
(1)用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作是:在白瓷板或玻璃片上放
 
,将被测液滴到试纸上,并将试纸
 
与标准比色卡比较.
(2)你认为判断此反应是否发生的关键点是“测得的pH逐渐变小”还是“测得的pH小于7”?
 
.其理由是排除
 
因素的干扰.
方案二:用碳酸钾溶液验证硫酸与氢氧化钠溶液发生中和反应.
【实验药品】稀硫酸、稀氢氧化钠溶液、碳酸钾溶液.
【实验仪器】试管、滴管、10ml量筒等
【设计方案并实验】
(1)小江同学的实验:在试管中加入2ml稀硫酸,逐滴加入
 
溶液,振荡后,再滴入
V1ml
 
溶液,实验过程中无气泡逸出.反应的化学方程式为
 

(2)小伟同学的实验:在试管中加入2ml稀硫酸,逐滴加入一定量的氢氧化钠溶液,振荡后,再滴入碳酸钾溶液,有气泡逸出,继续滴加碳酸钾溶液至恰好无气泡时,共消耗碳酸钾溶液V2ml.
(3)小明同学的实验:小明认为小江的实验说明能用碳酸钾溶液来验证;而小伟的实验还不能,需再做一个对比实验才能说明.他另取一支试管,加入2ml稀硫酸,逐滴加入碳酸钾溶液至
 
(填写实验现象),记录消耗的碳酸钾溶液体积为V3ml.当V3
 
(选填“大于”、“等于”或“小于”)V2时,可以证明硫酸与氢氧化钠溶液发生中和反应.
【反思】在小江的实验中,碳酸钾溶液的作用是
 
(填字母).
A.仅是反应物     B.相当于指示剂      C.作催化剂.
分析:方案一:(1)用pH试纸测定溶液的pH的方法来完成解答;
(2)根据硫酸和氢氧化钠溶液的pH值来完成解答;
【设计方案并实验】
(1)在小江同学的实验中,先向稀硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液,再滴入碳酸钾溶液,实验过程中无气泡逸出,说明加入氢氧化钠溶液后的溶液中已经没有稀硫酸,则证明稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应;
(3)加入碳酸钾溶液时有气泡逸出,说明溶液中稀硫酸,因此,该实验不能证明稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应.要证明稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应,需补充如下实验:向2mL稀硫酸中直接滴加碳酸钾溶液至无气泡产生,记录消耗碳酸钾溶液的体积,若此体积大于小伟的实验中消耗的碳酸钾溶液的体积,则证明在小伟的实验中稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应;
【反思】根据碳酸钾溶液能和酸反应的性质来完成解答.
解答:解:方案一:
(1)用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作是:在白瓷板或玻璃片上放pH试纸,将被测液滴到试纸上,并将试纸显示的颜色与标准比色卡比较即可得出溶液的pH值.
(2)加入稀硫酸也会导致氢氧化钠溶液变稀,而使溶液的pH值变小,所以判断氢氧化钠和稀硫酸反应的现象应该是溶液的pH值小于7,
方案二:
(1)先向稀硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液,再滴入碳酸钾溶液,实验过程中无气泡逸出,说明加入氢氧化钠溶液可以与稀硫酸反应,所以本题答案为:氢氧化钠,碳酸钾,2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O;
(3)加入碳酸钾溶液时有气泡逸出,说明溶液中稀硫酸,因此,该实验不能证明稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应.要证明稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应,需补充如下实验:向2mL稀硫酸中直接滴加碳酸钾溶液至无气泡产生,记录消耗碳酸钾溶液的体积,若此体积大于小伟的实验中消耗的碳酸钾溶液的体积,则证明在小伟的实验中稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应.
【反思】根据(3)的解答可以知道,在小江的实验中,碳酸钾溶液的作用相当于是指示剂,故选B.
故答案为:
方案一:(1)pH试纸;显示的颜色;
(2)测得的pH小于7;排除因硫酸的加入,稀释氢氧化钠溶液而引起pH减小.(能答到“因硫酸的加入,氢氧化钠被稀释”就给分);
(1)NaOH;  K2CO3;H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O;
(3)无气泡产生;V3ml>V2ml.            
【反思】B.
点评:此题在以往对中和反应探究考查的基础上又有所拓展,从定量研究的角度对同学们提出了要求.很多同学由于基础知识掌握不牢固,心理素质较差,缺乏分析推理和实验探究能力而不能顺利解答此类综合性问题.
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