Question

【题目】科学探究是学习化学重要而有效的学习方法。某校化学兴趣小组的同学以酸为专题，对酸的五种化学性质进行探究、总结及应用，请回答有关问题:

(1)酸的化学性质①一一酸与酸碱指示剂的作用。酸能使紫色石蕊溶液变成红色，不能使无色酚酞溶液变色。

(2)酸的化学性质②，图中M所代表的物质类别是_______。黄金是一种常见饰品，现实生活中，少数商贩用黄铜冒充黄金出售，可以用化学的方法加以鉴别。某同学为了测定黄铜(铜锌合金)样品的成分，将60g稀HCl分三次加入到盛有10g该样品的烧杯中，所得数据如下表，则该黄铜样品中含锌的质量分数为___________。

实验次数 物质质量	第1次	第2次	第3次
加入稀盐酸质量/ g	20	20	20
充分反应后剩余固体质量/g	8.7	7.4	6.4

(3)酸的化学性质③一一酸与金属氧化物的反应。盐酸可用于金属制品表面除锈等。

(4)酸的化学性质④一一酸碱中和反应。

该校化学兴趣小组的同学重点以“酸碱中和反应”为课题进行探究。小宇同学向烧杯中的氢氧化钠溶液中滴加稀硫酸，一会儿后发现忘了滴加酸碱指示剂，于是他停止滴加稀硫酸。同学们纷纷对实验烧杯溶液中含有哪些溶质展开了讨论。

[提出问题]实验的烧杯中溶质含有哪些物质?

[提出猜想]猜想一 :溶质中只有Na2SO4

猜想二:溶质中可能是Na2SO4和NaOH

猜想三:溶质中可能是____________________。

[查阅资料] Na2SO4溶液呈中性

[实验探究]小宇同学设计如下的实验方案

	方法步骤	实验现象	实验结论
方案一	取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中， 滴入几滴无色酚酞溶液	酚酞不变红色	猜想一正确 猜想二不正确
方案二	取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中， 滴加BaCl2溶液	出现白色沉淀	猜想三正确
方案三	取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，入少量的黑色CuO粉末，振荡	_________	猜想三正确

[方案评价]同学们对小宇上述的方案讨论后认为:

①方案一存在缺陷，该方案不能证明猜想一是正确的，其原因是____________________。

②方案二也不能证明猜想三是正确的，理由是__________________________________。

③同学们经过讨论，一致认为方案三能够证明猜想三是正确的，并讨论除此方案外，还可以向烧杯的溶液中加入活泼金属、碳酸盐等物质进行证明。

[实验反思]在分析化学反应后所得物质成分时，还需考虑反应物的用量。

[学科渗透]如图所示，小宇同学在进行溶液导电性的实验时，将电极两端插入稀H2SO4溶液中，闭合开关，小灯泡正常发光，然后逐滴向稀H2SO4中加入Ba(OH)2溶液至过量，请推测小灯泡的发光情况为__________________；发生反应的化学方程式是___________。

(5)酸的化学性质⑤一一酸与盐的反应

利用下图所示装置来验证CO2气体的性质，要证明CO2与NaOH溶液能够发生反应，可先加氢氧化钠溶液，再加盐酸，气球的变化是_____________。

[方法感悟]在化学实验中，可通过验证反应后生成物的存在，来验证某化学反应的发生。

Answer 1

【答案】 金属或金属单质 36% 硫酸钠和硫酸(或Na2SO4、H2SO4) 黑色固体逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色 溶液中含有H2SO4也不能使无色酚酞溶液变红(或酸性溶液和中性溶液都不能使无色酚酞溶液变红) Na2SO4也能与BaCl2反应产生白色沉淀，无法判断是否含有H2SO4 小灯泡逐渐变暗至熄灭，再逐新变亮 H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O 先胀大，后变瘪或先变大再变小直到恢复原状

【解析】本题考查了酸的通性，碱、盐的化学性质，难度不大，首先分析考查的问题，然后结合题中的现象和学过的知识进行分析解答。

（1）酸的通性是酸能与酸碱指示剂、金属、金属氧化物、碱和某些盐发生反应，所以M是金属或金属单质；

（2）第一次加入20g盐酸减少的固体即反应的锌的质量为10g-8.7g=1.3g，第二次加入20g盐酸减少的固体即反应的锌的质量为8.7g-7.4g=1.3g，第三次减少的固体为7.4g-6.4g=1.0g，此时锌反应完全，稀盐酸有剩余。剩余的固体为铜，黄铜中锌的质量=10g-6.4g=3.6g，黄铜样品中含锌的质量分数=×100%=36%；

（4）提出猜想：氢氧化钠和硫酸反应生成了硫酸钠和水，恰好完全反应时，烧杯中溶质是硫酸钠，氢氧化钠过量时，烧杯中溶质是硫酸钠和氢氧化钠，硫酸过量时，烧杯中溶质是硫酸钠和硫酸，所以猜想三中溶质中可能是硫酸钠和硫酸(或Na2SO4、H2SO4)；

实验探究：若猜想三正确，溶质中是硫酸钠和硫酸，硫酸与氧化铜反应生成硫酸铜和水，所以取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入少量的黑色CuO粉末，振荡，黑色固体逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色；

方案评价：①溶液中含有H2SO4也不能使无色酚酞溶液变红(或酸性溶液和中性溶液都不能使无色酚酞溶液变红) 所以方案一存在缺陷，该方案不能证明猜想一是正确；

②，溶液中一定存在Na2SO4，Na2SO4也能与BaCl2反应产生白色沉淀，无法判断是否含有H2SO4，所以方案二也不能证明猜想三是正确；

学科渗透：氢氧化钡溶液中存在着大量的能够自由移动的钡离子与氢氧根离子，氢氧化钡溶液能够导电；将稀硫酸滴加到氢氧化钡溶液中时，能够观察到产生白色沉淀，随着反应的进行溶液中能够自由移动的离子数目的减少，溶液的导电性减弱，灯泡由亮变暗，当恰好完全反应时，灯泡几乎熄灭，继续滴加稀硫酸，溶液中能够自由移动的离子数目增多，溶液的导电性增强，灯泡又慢慢变亮，所以推测小灯泡的发光情况为小灯泡逐渐变暗至熄灭，再逐新变亮，该反应的化学方程式为：H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O；

(5) 二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收生成碳酸钠和水，瓶内压强变小，气球变大；再滴加盐酸，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠和水和二氧化碳，瓶内压强变大，气球变小，所以先加氢氧化钠溶液，再加盐酸，气球的变化是先胀大，后变瘪或先变大再变小直到恢复原状。