题目内容

13.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.某班同学为证明NaOH能与稀盐酸发生中和反应,从不同角度设计了如下实验方案,并进行实验.
【方案一】:在NaOH稀溶液中滴加几滴酚酞试液,然后再滴加盐酸,当得到无色溶液时,
老师提出问题:红色消失一定证明是酸与碱发生中和反应吗?他们经过讨论认为也可能是酚酞与酸反应而褪色.这时应在溶液中再滴酚酞(或氢氧化钠溶液)溶液,若有不变红(或变红)现象,则证明不是酚酞与酸反应而褪色.
【方案二】:先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加盐酸,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溶液与稀盐酸发生了化学反应.这时小虎又提出疑问:pH逐渐变小可能是由于溶液稀释造成的,不能说明一定发生了反应.小全对小虎的疑问进行了反驳,他的理由是:碱溶液无论如何稀释,其pH值都不可能小于7.
【方案三】:可以通过测定反应前的物质不存在来判断反应的发生.将一定量的稀盐酸平均分为两份,一份直接加入锌粒中观察到有气泡产生;向另一份中先加入过量的NaOH溶液,再加入锌粒中,观察到无气泡产生现象,说明NaOH溶液和HCl溶液发生了反应.
【方案四】:在试管中放入NaOH固体,然后加入稀盐酸.小明用手摸了摸试管外壁,试管比较热,他认为不仅说明它们发生了反应,而且是放热反应.小全思考之后仍然不同意小明的观点,小全的理由是:氢氧化钠固体溶于水也放热.
乙同学和丙同学各设计了一个装置(见图),都说在不使用温度计的情况下可以判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应.分析说明:B(填序号)装置更合理,理由是能排除因液体的滴入而造成烧瓶内气体排出,引起玻璃管内液面发生变化.若选用合理的装置进行实验,当出现玻璃管中左侧液面下降,右侧液面上升现象时,可以说明NaOH溶液与稀盐酸发生了反应.

分析 可以从物质和酸碱指示剂相互作用的显色情况方面和物质之间相互作用时的实验现象方面进行分析、考虑,从而得出正确的结论.

解答 解:【方案一】氢氧化钠能使酚酞变红色,所以可以再滴加氢氧化钠或者酚酞,观察颜色的变化,然后确定氢氧化钠和盐酸发生中和反应;
【方案二】显碱性的溶液稀释时溶液的pH越来越小,但是不能等于或小于7,所以小全对小虎的疑问进行了反驳的理由是:碱溶液无论如何稀释,其pH值都不可能小于7;
【方案三】盐酸和锌反应会生成氢气,所以向另一份中先加入过量的NaOH溶液,再加入锌粒中,观察到无气泡产生现象,说明NaOH溶液和HCl溶液发生了反应;
【方案四】在试管中放入NaOH固体,然后加入稀盐酸,小明用手摸了摸试管外壁,试管比较热,他认为不仅说明它们发生了反应,而且是放热反应,小全思考之后仍然不同意小明的观点,理由是:氢氧化钠固体溶于水也放热,乙同学和丙同学各设计了一个装置,都说在不使用温度计的情况下可以判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应.分析说明:B装置更合理,理由是:能排除因液体的滴入而造成烧瓶内气体排出,引起玻璃管内液面发生变化,选用合理的装置进行实验,当出现玻璃管中左侧液面下降,右侧液面上升现象时,可以说明NaOH溶液与稀盐酸发生了反应.
故答案为:【方案一】:酚酞(或氢氧化钠溶液),不变红(或变红);
【方案二】:碱溶液无论如何稀释,其pH值都不可能小于7;
【方案三】:无气泡产生;
【方案四】:氢氧化钠固体溶于水也放热;B;能排除因液体的滴入而造成烧瓶内气体排出,引起玻璃管内液面发生变化;玻璃管中左侧液面下降,右侧液面上升.

点评 本题主要考查了化学方程式的书写、酸碱指示剂与溶液相互作用的显色情况及其测定溶液PH方法等方面的知识.

练习册系列答案
相关题目
1.某化学兴趣小组同学对木炭还原氧化铜的实验进行了一系列的探究及分析.

(1)点燃酒精灯,数分钟后发现图1甲装置的试管中出现的现象是黑色固体变成红色固体.乙试管中发生反应的化学
方程式为:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O.
实验完毕,应先将导管移离液面,再熄灭酒精灯,其原因防止液体倒流炸裂试管;并用弹簧夹夹紧橡皮管,其原因又是防止氧气进入试管把铜氧化.
(2)C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑,C将CuO还原成Cu,故C作还原剂.
①先分析,再归纳:反应前后,还原剂化合价的变化规律是升高.
②根据你所得的规律,判断Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑,还原剂是Zn.
(3)联想到单质碳的其他化学性质,小组同学认为在该实验中还可能会有CO产生.
【查阅资料】CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色
【实验装置】如图2所示
【现象结论】C装置中湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色,证明同学们判断正确.
【实验反思】①考虑到有CO生成,上述实验装置有一个不足之处是没有处理尾气.
②李洋同学对CO产生的原因进行了分析:
原因一:C+CuO在高温条件下直接发生反出产生CO;
原因二:反应C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑中的生成物,和反应物又发生了新的反应,产生了CO.
请你从选择其中一个原因,用化学方程式表示存在此原因的反应原理CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO↑,或CO2+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO.
(4)小组同学对A装置反应后试管内的残留固体成分作了如下的猜想:
猜想I:只有铜
猜想Ⅱ:除铜外,还含有木炭
猜想Ⅲ:除铜外,还含有氧化铜
猜想Ⅳ:除铜外,还含有木炭和氧化铜
若猜想Ⅱ成立.小组同学想测量该残留固体中铜的质量分数,他们称取了10g固体样品,采用图示装置(气密性良好,图中铁架台等仪器已略去)准备实验.
(已知:碱石灰是固体氢氧化钠和生石灰混合物,可用吸收水和CO2
【实验装置】如图3所示

【实验步骤】
a.在A、B、C、D四个装置中放入相应的物质,并称量C装置的质量为20g
b.先连接A、B装置,打开分液漏斗活塞,慢慢滴加H2O2溶液
c.稍后再连接C、D,加热B装置
d.当药品充分反应后,停止加热,继续加入H2O2溶液
e.关闭分液漏斗活塞,冷却到室温,再次称量C的质量为22.2g
【数据计算】求得原混合物中铜的质量分数为94%.请在如图4所示框中简要写出计算过程.

【问题讨论】
①D装置的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C中.
②在实验步骤b、c中,先连接A、B装置加入H2O2溶液,后连接C、D加热B装置的目的是利用氧气把装置中的空气排出,防止空气中的水蒸气和二氧化碳对C装置产生干扰.
③在实验步骤d中,停止加热,继续加入H2O2溶液目的是利用产生的氧气把反应生成的二氧化碳全部排入C中.
④实验完成后,教师评议说:按上述实验设计,即使B装置中反应完全,C装置吸收完全,也不会得出正确结果.经讨论,有同学提出在A、B之间(填两个装置的代号)加入一装置,就能得到较准确结果,该装置的作用是吸收水蒸气,请你判断原测得结果将偏小 (填“偏大”、“不变”、“偏小”).
5.为了研究废电池、满江红(一种水生蕨类植物)对水质的影响,某校自然科学兴趣小组做了如下实验:
实验一:在5只鱼缸上分别贴标签A、B、C、D、E;各放入3500ml未污染的池塘水;在A、B、C、D4只鱼缸中分别放1节不同型号的电池(每节打洞,以便有毒物质释放),E缸作为对照,不放废电池;再向各缸分别放入1条健康、大小和体重相近的同种金鱼;定时喂养,观察并记录情况.
结果见表.
ABCDE
所放废电池型号1号2号5号7号对照
金鱼成活时间(天)171518至今
实验二:在5只鱼缸上分别贴标签A、B、C、D、E;各放入3500毫升未污染的池塘水;向各缸分别放入经过打洞处理的1节同型号的废电池;向B、C、D、E缸放入不同数量的满江红,20天后,再向各缸分别入1条健康、大小和体重相近的金鱼;定时喂养,观察并记录情况.结果如下表:
ABCDE
所放废电池型号1号1号1号1号1号
满江红数量(g)04080120160
溶解氧(mg/L)2.252.943.654.125.06
铅(mg/L)0.1350.1340.1060.0840.029
金鱼成活时间(天)181317至今
(注:其中的溶解氧、铅重金属在水中的数据是放入满江红第20天时测定的,水中锰、汞、铜等重金属含量在放入满江红后都有一定程度的下降,表中未予列出;表中的“至今”是指放入金鱼后第20天)
根据以上实验,请分析回答下列问题.
(1)通过实验一和实验二分别得出何种结论?
(2)满江红在净化水质中的作用是什么?
(3)根据此实验所得的结论,请你谈谈感想和建议.
2.某学习小组探究氢氧化钙溶液的化学性质,并做了延伸探究.
探究一:甲同学设计了如下实验方案,请你帮助完成实验报告.
方案(1)(2)(3)
实验操作   
现象溶液变为蓝色澄清石灰水变浑浊红色褪为无色
结论或解释氢氧化钙溶液能使石蕊等酸碱指示剂变色氢氧化钙溶液能与某些非金属氧化物反应生成盐和水.二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式是
SO2+Ca(OH)2═CaSO3↓+H2O
氢氧化钙溶液能与酸发生中和反应
【提出问题】实验方案(3)褪色后溶液中的溶质是什么?
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性.
【作出猜想】乙同学从反应情况分析,溶液中除含少量酚酞外,溶质可能有以下三种情况:
           ①CaCl2;②CaCl2和HCl;③CaCl2和Ca(OH)2
【分析讨论】丙同学从实验现象分析得出:猜想③肯定不合理,其理由是稀盐酸加入滴有酚酞的石灰水中,红色褪为无色,说明溶液为中性或酸性,不可能有氢氧化钙.
探究二:丁同学为进一步验证乙同学的猜想,设计实验如下:将实验方案(3)褪色后溶液倒入烧杯中,向其中逐滴滴加稀碳酸钠溶液至过量,边滴边振荡.实验后得出产生沉淀质量与滴加碳酸钠溶液体积之间的关系,如图所示.写出实验过程中的现象滴加碳酸钠溶液,开始先产生气泡,随后才产生沉淀,溶液最终变红色.
【得出结论】乙同学的猜想中,②(填序号)合理.
【反思讨论】
学习小组结合图象,分析了丁同学实验过程中烧杯内溶液的变化.下列说法正确的是AB.(填序号)
A.溶液质量逐渐增大    
B.若加入Na2CO3溶液的体积为V,当V<V2时,氯化钠的质量逐渐增大;当V≥V2时,氯化钠的质量不变
C.氯化钙的质量先增大后减小  
D.溶液的pH一直在增大.

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