Question

17．在研究酸和碱的化学性质时，某化学兴趣小组的同学想证明：稀硫酸和氢氧化钠溶液混合后，虽然没有发生明显的变化，但确实发生了化学反应．请你与他们一起完成此实验的设计、实施和评价．

（1）方案一：测定稀硫酸和氢氧化钠溶液混合前后的pH（20℃）．测定某NaOH溶液的pH，其pH大于7（选填“大于”、“小于”或“等于”）．将一定量的稀硫酸加入该NaOH溶液中，混合均匀后测其pH，pH＜7．
结论：稀硫酸和NaOH溶液发生了化学反应，并且稀硫酸过量．
（2）方案二：观察红色逐渐消失（根据图示实验步骤，概括方案要点）
结论：稀硫酸和NaOH溶液发生了化学反应．
（3）上述两个方案在设计上思想上的相同点是测定溶液反应前后的酸碱性变化来确定两种溶液混合后是否发生了化学反应．
（4）任何化学反应均伴随能量变化，中和反应均为放热反应．为了进一步获取稀硫酸与NaOH溶液确实发生了化学反应的证据，依据稀硫酸与NaOH溶液反应是放热（选填“放热”、“吸热”或“无热量变化”）的反应，采用同温下的稀硫酸与NaOH溶液进行实验，整个实验中至少需要测定溶液温度3次．

Answer 1

分析 （1）当溶液的pH等于7时，呈中性；当溶液的pH小于7时，呈酸性；当溶液的pH大于7时，呈碱性；据此根据氢氧化钠溶液的酸碱性进行分析判断．
根据题意，将一定量稀硫酸加入该氢氧化钠溶液中，混合均匀后测定混合溶液的pH小于7，则可判断出反应后酸过量．
（2）根据碱溶液遇酚酞溶液变红，利用酸碱反发生中和反应使碱减少，据此判断颜色的变化．
（3）方案一是测定溶液的pH来确定溶液酸碱性变化，方案二通过酸碱指示剂的颜色变化确定溶液的酸碱性变化，即都是测定溶液的酸碱性变化来判断反应是否发生．
（4）中和反应为放热反应，根据测定反应前后、过程中溶液的温度变化来确定至少测定的次数．

解答 解：（1）氢氧化钠溶液显碱性，其pH大于7；
（2）将一定量稀硫酸加入该氢氧化钠溶液中，混合均匀后测定混合溶液的pH小于7，说明稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了化学反应，且稀硫酸过量．
酚酞溶液滴入到氢氧化钠溶液中显红色，当向氢氧化钠溶液中加入稀硫酸时，发生中和反应反应使碱减少至消失，则红色逐渐变浅直至消失．
（3）无论是测溶液的PH，还是酚酞颜色的变化，都与溶液的酸碱性变化有关．利用pH值，总结上述两个方案在设计思想上的相同点是 测定溶液反应前后的酸碱性变化来确定两种溶液混合后是否发生了化学反应．
（4）中和反应为放热反应，可以通过测定反应前后溶液的温度变化来进行确定，反应前测定起始温度，反应中测定温度是否升高，加入过量的硫酸再测定溶液的温度是否降低，故最少需要测定3次．
故答案为：（1）大于；H₂SO₄；（2）红色逐渐消失；（3）测定溶液反应前后的酸碱性变化来确定两种溶液混合后是否发生了化学反应；（4）放热；3．

点评 本题有一定难度，考查了中和反应及其应用，掌握中和反应、常见酸碱指示剂的性质、溶液的酸碱性和溶液pH大小之间的关系是正确解题的关键．