Question

10．稀硫酸和氢氧化钠反应没有明显现象，老师们在课堂上欲带领同学们设计实验证明它们之间发生了化学应．（1）请写出氢氧化钠与稀硫酸反应的化学方程式2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O．
（2）李海提出可以通过测量在稀硫酸溶液中不断滴加氢氧化钠溶液过程中溶液pH的变化得出结论，请描述测量溶液pH的方法用玻璃棒沾取待测溶液，涂在pH试纸上，观察变色情况，并于比色卡对照确定pH．
（3）化学反应过程中通常伴随有能量变化，查阅资料发现中和反应是放热反应．刘梅同学提出可以利用在氢氧化钠固体中稀硫酸，测量反应过程中温度的变化情况达到实验的目的．这一方案立即被同学认为不完善，你认为方案不完善的原因是氢氧化钠固体溶解放热，给实验带来干扰．大家一起讨论了实验改进方案，大家都认为该实验要得到科学的结论需要控制相等的量是反应前酸、碱溶液温度相同，随后大家根据科学的方案重新进行了实验，实验中温度随滴加稀硫酸溶液体积变化情况记录如下表：

稀硫酸溶液体积（mL）	0	2	4	5	6	7	8	9	10
温度 （℃）	20	20.5	24	24.8	25.2	24.3	23.6	21	20

分析以上数据，氢氧化钠完全反应时消耗的稀硫酸溶液的体积是6ml；一段时间后，温度降低的原因是硫酸过量，由于热传递，导致温度降低．
（如果你能正确回答下列问题，你将得到4分奖励，但本卷总分不超过60分）
（4）请设计出两种不同的实验方法证明氢氧化钠溶液中加入稀硫酸两者发生了化学反应．
方法一：氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞试液，再逐滴加入稀硫酸，溶液由红色变为无色，说明二者发生了化学反应；方法二：在氢氧化钠溶液中加入过量的稀硫酸，然后加入硫酸铜，没有蓝色沉淀生成，说明两者发生了化学反应．

Answer 1

分析 （1）根据氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水进行分析；
（2）根据用pH试纸测定溶液pH值的方法进行分析；
（3）根据氢氧化钠固体溶液水放出大量的热，控制变量法的操作，以及表中的数据进行分析；
（4）根据氢氧化钠溶液显碱性，可使酚酞变红，而酸性、中性溶液不能使酚酞变色，会与硫酸铜反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀等知识设计实验．

解答 解：（1）氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）测量溶液pH的方法是：用玻璃棒沾取待测溶液，涂在pH试纸上，观察变色情况，并于比色卡对照确定pH；
（3）氢氧化钠固体溶液水放出大量的热，所以利用在氢氧化钠固体中滴加稀硫酸，测量反应过程中温度的变化情况达到实验的目的，该方案不完善的原因是：氢氧化钠固体溶解放热，给实验带来干扰，需要测定中和反应中温度的变化，所以该实验要得到科学的结论需要控制相等的量是：反应前酸、碱溶液温度相同，通过分析表中的数据可知，氢氧化钠完全反应时消耗的稀硫酸体积是6ml；一段时间后，温度降低的原因是：硫酸过量，由于热传递，导致温度降低；
（4）氢氧化钠具有碱性，可以是酚酞显红色，会与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，所以
方法一：氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞试液，再逐滴加入稀硫酸，溶液由红色变为无色，说明二者发生了化学反应；
方法二：在氢氧化钠溶液中加入过量的稀硫酸，然后加入硫酸铜，没有蓝色沉淀生成，说明两者发生了化学反应．
故答案为：（1）2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）用玻璃棒沾取待测溶液，涂在pH试纸上，观察变色情况，并于比色卡对照确定pH；
（3）氢氧化钠固体溶解放热，给实验带来干扰；反应前酸、碱溶液温度相同；6；硫酸过量，由于热传递，导致温度降低；
（4）氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞试液，再逐滴加入稀硫酸，溶液由红色变为无色，说明二者发生了化学反应；
在氢氧化钠溶液中加入过量的稀硫酸，然后加入硫酸铜，没有蓝色沉淀生成，说明两者发生了化学反应．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中所给的知识进行解答．