题目内容

14．化学晚会上，小明表演了如图魔术，大家观察到小明将无色的“水”慢慢加入到“空”烧杯中，“水”变为红色，再继续加入“水”，红色又逐渐消失．

【魔术解密】烧杯内壁先用氢氧化钠的浓溶液涂抹，倒入少量“水”（稀硫酸和酚酞的混合溶液），开始氢氧化钠过量，使酚酞溶液变红色，再倒，氢氧化钠反应完，又变成无色．
【提出问题】反应后所得无色溶液中溶质是什么？
【提出猜想】化学兴趣小组同学根据魔术解密，一致认为反应后溶液中的溶质（除酚酞外）一定有Na2SO4，理由是2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O（用化学方程式表示）．
【设计方案】查阅资料发现，所猜想溶质的水溶液呈中性，小华经过认真分析后，认为反应后所得的溶液中还可能存在硫酸，并针对自己的猜想，设计了下列两种实验方案：
实验方案实验步骤预期现象结论
方案一取样，滴入适量的硝酸钡溶液出现白色沉淀有硫酸
方案二取样，滴入盛有锌粒的试管中有气泡产生有硫酸
你的不同方案取样，紫色石蕊溶液溶液变红有硫酸
【反思评价】小组同学仔细研究小华的两种实验方案后，认为方案一无法验证小华猜想的正确性，理由是硫酸钠和硫酸都能与硝酸钡溶液反应，生成白色沉淀，无法确定溶液中是否含有硫酸，请你根据所学知识，设计一种不同于上述两种的可行方案，确认是否存在硫酸，并将正确答案填写在答题纸对应的横线上．
【拓展迁移】细心的小月在观看魔术的过程中，发现在红色消失瞬间，短时间内看到有少量气泡产生，她由此推断，小明用的氢氧化钠溶液可能变质，生成少量碳酸钠，若要检验氢氧化钠溶液是否变质，可以选用的药品有（填写2种不同类别物质的化学式）HCl（或H2SO4等）、CaCl2（或BaCl2等）、Ca（OH）2[或Ba（OH）2等]．
【数据处理】方案二中，若取含硫酸的无色溶液样品质量为10g，滴入盛有足量锌粒的容器中，完全反应后，经精确测定，气体质量为0.01g，式计算无色溶液中硫酸的溶质的质量分数．（写出计算过程）样品中硫酸的质量分数为4.9%．

分析 氢氧化钠溶液能够使酚酞变红，氢氧化钠和稀硫酸反应生成了硫酸钠和水，可以据此完成该题的解答；可能刚好完全反应，也可能其中的一种过量，结合题中的猜想进行分析；
【设计方案】根据酸的性质分析解答；
【反思评价】根据硫酸钠和硫酸都能与硝酸钡溶液反应，生成白色沉淀解答；
【拓展迁移】根据已有的物质的性质进行分析解答，氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠碳酸钠呈碱性，能与盐酸反应生成二氧化碳气体解答；
【数据处理】锌能与稀硫酸反应生成氢气，依据氢气的质量利用化学方程式可求出参加反应的硫酸的质量，进而计算出溶质的质量分数．

解答 解：[提出猜想]氢氧化钠溶液能够使酚酞变红，所以在加入稀硫酸之前溶液呈红色，当加入稀硫酸，由于氢氧化钠和稀硫酸反应生成了硫酸钠和水，而硫酸钠为中性的溶液，所以可以观察到溶液的红色消失；反应后溶液中的溶质（除酚酞外）一定有Na2SO4，理由是2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O；
【设计方案】要验证是否含有硫酸即可，根据硫酸的性质，可以选择活泼的金属来进行验证，例如锌，如果观察到有气泡冒出，则说明溶液中含有硫酸，反之则没有硫酸；或加入紫色石蕊试液，如果溶液变红，说明有硫酸；或加入碳酸钠溶液，如果观察到有气泡冒出，则说明溶液中含有硫酸，反之则没有硫酸；
【反思评价】因为硫酸钠和硫酸都能与硝酸钡溶液反应，生成白色沉淀，无法确定溶液中是否含有硫酸，所以实验方案一无法验证小华猜想的正确性；
【拓展迁移】氢氧化钠变质生成的是碳酸钠，碳酸钠能与酸反应生成气体，故可能加入的是稀盐酸或硫酸；或加入氯化钙溶液，能观察到有白色沉淀生成，证明氢氧化钠已变质；
【数据处理】
设参加反应的硫酸的质量为x
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
    98          2
     x         0.01g
$\frac{98}{x}=\frac{2}{0.01g}$
x=0.49g
无色溶液中硫酸的溶质的质量分数=$\frac{0.49g}{10g}×$100%=4.9%
答案：[提出猜想]Na2SO4；  2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O；
[设计方案]紫色石蕊溶液（或碳酸钠、或氢氧化铜、或氧化铜、或pH试纸等）（只要避开活泼金属，答案合理即可）   现象要对应即可
[反思评价]一；  硫酸钠和硫酸都能与硝酸钡溶液反应，生成白色沉淀，无法确定溶液中是否含有硫酸（答案合理即可）
[拓展迁移]HCl（或H2SO4等）、CaCl2（或BaCl2等）、Ca（OH）2[或Ba（OH）2等]（三选二，答案合理即可）
[数据处理]样品中硫酸的质量分数为4.9%．

点评 在做中和反应的实验时，由于酸和碱的溶液一般是无色，二者反应时的现象不明显，所以往往借助于一些试剂或仪器等（如酸碱指示剂、pH试纸、温度计等），来帮助我们判断反应是否进行或恰好完全．

练习册系列答案
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4．下列属于复合肥的是（　　）
A．KClB．CO（NH2）2C．（NH4）2HPO4D．K2SO4
5．某工厂排放的废液中含有少量的硫酸和硫酸铜．小军同学取适量的废液放入盛有一定量锌粉的烧杯中，搅拌，待充分反应后过滤，得少量滤渣．若向滤渣中滴入稀硫酸有可燃性气体生成．则滤液中含有的溶质呈ZnSO4（填化学式）．
2．青少年一定要爱护眼睛，在光线不足时看书、写字要用照明工具．如图是一种照明用台灯，请回答下列问题：
（1）图中表示的各部件中，用金属材料制成的是a（填序号，任选一种，下同）；属于有机合成材料的是e．
（2）金属及金属材料有很多优良的性能而被广泛应用．灯光后面的反光片为铝箔，铝块能制成铝箔是利用了铝的延展性；黄铜和黄金外观相差不大，鉴别黄铜和黄金的简单方法是在空气中灼烧．
（3）铝制品比铁制品耐用其原因是常温下，与氧气反应表面生成致密的氧化铝薄膜，阻止铝的进一步氧化．
（4）比较铝和铁的金属活动性强弱可采用将铝片插入到硫酸亚铁溶液中的方法．
9．下列实验操作正确的是（　　）
A．
铁丝在氧气中燃烧		B．
吸取液体药品
C．
过滤		D．
稀释浓硫酸
19．甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线如图所示，据图回答：
（1）50℃时，乙物质的溶解度是40g．
（2）30℃时，三种物质的溶解度由大到小的顺序为乙＞甲＞丙．
（3）要使接近饱和的丙物质溶液变为饱和，可采取的一种措施是升高温度或加入丙物质或恒温蒸发溶剂．
（4）50℃时，将等质量的甲、乙、丙三种物质的饱和溶液同时降温至10℃时，所得溶液中溶质质量分数最小的是丙．
6．化学用语是最简明、信息丰富、国际通用的语言．请用化学用语填空：
（1）铝元素Al；（2）氖气Ne；
（3）天然气的主要成分CH4；
（4）氧化铜中铜元素的化合价$\stackrel{+2}{Cu}$O；
（5）人体中含量最多的物质H2O．
3．下列除去各物质中相应杂质所选用的试剂及操作方法均正确的是（　　）
选项物质杂质操作方法及使用试剂
ACuO粉Cu加过量水后过滤
BFeSO4溶液CuSO4溶液加过量铁粉后过滤
C稀盐酸稀硫酸加过量BaCI2溶液后过滤
DCO2CO通入过量氧气后引燃
A．AB．BC．CD．D
16．下列是一些对初中化学实验现象的描述，其中正确的是（　　）
A．磷在空气中燃烧产生白色烟雾
B．氢气在空气中燃烧产生黄色火焰
C．硫在氧气中燃烧产生淡蓝色的火焰
D．硫酸铜溶液滴入氢氧化钠溶液产生蓝色絮状沉淀

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