Question

10．某研究性学习小组在验证“碱使酚酞试液变红”的实验时，发现一个意外现象：将酚酞试液滴人某NaOH溶液中，溶液变成了红色，可是过一会儿红色却消失了．
【提出问题】是什么原因导致滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色？
【猜想与假设】他们分别对这种意外现象作如下猜想：
甲同学：可能是酚酞与O₂发生了反应；
乙同学：可能是NaOH溶液与空气中的CO₂发生了反应；
丙同学：酚酞本身已变质
丁同学：可能与NaOH溶液浓度大小有关；
【查阅资料】碳酸钠溶液显碱性
【讨论交流】
（1）丙同学认为乙同学的猜想本身就是错误的，丙同学的理由是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，碳酸钠水溶液显碱性；．丙同学刚提出自己的猜想，立即遭到其他三位同学的否定，三位同学的理由是若酚酞变质，刚开始溶液就不会变红色．
【设计实验】甲、乙、丁三位同学分别设计实验验证自己的猜想：
（2）甲同学设计了如下实验验证自己的猜想，请你填写下表．

实验步骤	设计这一步骤的目的	实验现象	实验结论
将NaOH溶液加热煮沸	煮沸能达到此目的理由是除去氢氧化钠溶液中溶解的氧气	溶液变红，过一会儿红色消失	甲同学猜想 正确 （填“正确”或“不正确”）
向冷却后的溶液中滴人酚酞，并滴一些植物油在其上方	隔绝氧气

（3）乙同学设计如图1装置所示实验验证自己的猜想，写出锥形瓶中反应的化学方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．一段时间后，试管中溶液的红色褪去，于是乙同学认定自己的猜想正确．请写出CO₂与NaOH溶液反应的化学方程式2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
甲同学认为乙同学的实验不够严谨，他的理由是若制取的二氧化碳气体中混有氯化氢气体，试管中溶液的红色也能褪去．

（4）丁同学使用了色度传感器测溶液的颜色来验证自己的猜想．他在a、b、c三个比色皿中分别加入等量的质量
分数分别为5%、10%、20%的氢氧化钠溶液，然后各滴加2滴酚酞试液．溶液颜色的变化曲线如图2所示．
[说明：溶液无色时色度值（透过率）为100%]．
请你观察图2曲线，写出两条规律性结论：①氧化钠溶液的浓度越大，酚酞试液变红后褪色越快；②氢氧化钠溶液的浓度越大，起始颜色越深．

Answer 1

分析 【设计实验】
（1）根据氢氧化钠溶液呈碱性，能使酚酞试液变红，氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成的碳酸钠水溶液呈碱性，也能使酚酞试液变红解答；
（2）甲同学认为“可能是酚酞与O₂发生了反应”，隔绝氧气，设计了实验；
（3）乙同学认为“可能是NaOH溶液与空气中的CO₂发生了反应”，设计如图1装置进行实验，则正确写出CO₂与NaOH溶液反应的化学方程式，考虑二氧化碳中可能混有氯化氢气体；
（4）认真分析题图可以得出：氢氧化钠溶液的浓度越大，酚酞试液变红后褪色越快；氢氧化钠溶液的浓度越大，起始颜色越深．从图中看5%的NaOH溶液滴加2滴酚酞试液后140s内色度从85升高至92，那么从92升高至100，所需时间要大于140s．

解答 解：【设计实验】
（1）氢氧化钠与二氧化碳反应生成的碳酸钠溶液呈碱性，能使酚酞变红，所以本题答案为：氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，碳酸钠水溶液显碱性；开始时酚酞变红，若是酚酞变质，则开始时不会变成红色，所以本题答案为：若酚酞变质，刚开始溶液就不会变红色；
（2）甲同学设计了如下实验验证自己的猜想：
将NaOH溶液加热煮沸，煮沸能达到此目的理由是除去氢氧化钠溶液中溶解的氧气，向冷却后的溶液中滴人酚酞，并滴一些植物油在其上方，目的是隔绝氧气；溶液变红，过一会儿红色消失，甲同学猜想正确；
（3）碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化，反应的化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．一段时间后，试管中溶液的红色褪去，则正确写出CO₂与NaOH溶液反应的化学方程式为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；考虑二氧化碳中可能混有氯化氢气体，因为若制取的二氧化碳气体中混有氯化氢气体，则氢氧化钠与氯化氢发生反应，则试管中溶液的红色也能褪去；
（4）认真分析题中图可以得出：氢氧化钠溶液的浓度越大，酚酞试液变红后褪色越快；氢氧化钠溶液的浓度越大，起始颜色越深．从图中看5%的NaOH溶液滴加2滴酚酞试液后140s内色度从85升高至92，那么从92升高至100，所需时间要大于140s．
答案：
（1）氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，碳酸钠水溶液显碱性；若酚酞变质，刚开始溶液就不会变红色；
（2）

实验步骤	设计这一步骤的目的	实验现象	实验结论
将NaOH溶液加热煮沸	煮沸能达到此目的理由是 除去氢氧化钠溶液中溶解的氧气	溶液变红，过一会儿红色消失	甲同学猜想 正确 （填“正确”或“不正确”）
向冷却后的溶液中滴人酚酞，并滴一些植物油在其上方	隔绝氧气

（3）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；若制取的二氧化碳气体中混有氯化氢气体，试管中溶液的红色也能褪去；
（4）①氢氧化钠溶液的浓度越大，酚酞试液变红后褪色越快；氢氧化钠溶液的浓度越大，起始颜色越深．②氢氧化钠溶液的浓度越大，起始颜色越深．

点评 本题考查了酚酞的变色与氢氧化钠浓度的关系，完成此题，可以依据已有的知识进行，设计实验时要注意实验变量的控制．