Question

9．某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动．以下是教学片段，请你参与学习并帮助填写空格（包括表中空格）．
【演示实验】将一定量的稀H₂SO₄加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中．
【学生板演】该反应的化学方程式2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O．
【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质是什么呢？
【假设猜想】针对疑问，大家纷纷提出猜想．甲组同学的猜想如下：
猜想一：只有Na₂SO₄                猜想二：有Na₂SO₄和H₂SO₄
猜想三：有Na₂SO₄和NaOH          猜想四：有Na₂SO₄、H₂SO₄和NaOH
乙组同学对以上猜想提出质疑，认为有一种猜想是不合理的．不合理的猜想是猜想四．不合理的理由是硫酸和氢氧化钠不能共存．
【实验探究】（1）丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，滴加几滴CuSO₄溶液，无明显变化，溶液中一定没有NaOH．
（2）为了验证其余猜想，各学习小组利用烧杯中的溶液，并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液，进行如下三个方案的探究．

实验方案	测溶液pH	滴加Na2CO3溶液	滴加BaCl2溶液
实验操作
实验现象	试纸变色，对比比色卡，pH＜7		产生白色沉淀
实验结论	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4

【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想二是正确的．
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论给予肯定．同时指出
【实验探究】（2）中存在两处明显错误，请大家反思．同学们经过反思发现了这两处错误：
（1）实验操作中的错误是把pH试纸伸入溶液中．
（2）实验方案中也有一个是错误的，错误的原因是错误是：利用氯化钡溶液检验硫酸；
错误原因是：即使溶液中不含有硫酸，硫酸钠也能够和氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡．
【拓展延伸】
（1）小燕同学在课后也做了该实验，但是她在滴加稀硫酸的过程中发现溶液中有少量气泡产生．这一“异常现象”激起了他们的探究欲望，通过实验证明：该同学用的这瓶氢氧化钠溶液已经部分变质．请用化学方程式表示其变质的原因：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；产生气泡的反应方程式为：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；若要除去溶液中变质生成的杂质，请简要写出你的实验方案：向溶液中滴加氢氧化钙溶液，边滴加边振荡，直至不产生白色沉淀时停止滴加，过滤除去沉淀，得到氢氧化钠溶液．
（2）在演示实验中取10g氢氧化钠溶液放入烧杯中，当溶液的pH为7时消耗了20g9.8%的稀硫酸，则该氢氧化钠溶液的溶质质量分数为16%．

Answer 1

分析 【学生板演】
氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水；
【实验探究】
氢氧化钠能和硫酸铜反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠；
稀硫酸显酸性，pH小于7；
碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳；
钡离子和硫酸根离子能够结合成白色沉淀硫酸钡；
【实验探究】
测定溶液酸碱度的方法是：用洁净干燥的玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，把变色的pH试纸与标准比色卡对照，即可得溶液的pH；
【拓展延伸】
氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水；
碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；
根据反应的化学方程式和提供的数据可以计算该氢氧化钠溶液的溶质质量分数．

解答 解：【学生板演】
氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，该反应的化学方程式为：2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O．
故填：2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O．
【假设猜想】
不合理的猜想是猜想四，不合理的理由是硫酸和氢氧化钠不能共存．
故填：猜想四；硫酸和氢氧化钠不能共存．
【实验探究】
（1）丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，滴加几滴CuSO₄溶液，无明显变化，溶液中一定没有NaOH．
故填：NaOH．
（2）实验过程如下表所示：

实验方案	测溶液pH	滴加Na2CO3溶液	滴加BaCl2溶液
实验操作
实验现象	试纸变色，对比比色卡，pH＜7	产生气泡	产生白色沉淀
实验结论	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4

【实验探究】
（1）实验操作中的错误是把pH试纸伸入溶液中．
故填：把pH试纸伸入溶液中．
（2）实验方案中也有一个是错误的，错误的原因是：错误是：利用氯化钡溶液检验硫酸；
错误原因是：即使溶液中不含有硫酸，硫酸钠也能够和氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡．
故填：错误是：利用氯化钡溶液检验硫酸；
错误原因是：即使溶液中不含有硫酸，硫酸钠也能够和氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡．
【拓展延伸】
（1）氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
若要除去溶液中变质生成的杂质，请简要写出你的实验方案是：向溶液中滴加氢氧化钙溶液，边滴加边振荡，直至不产生白色沉淀时停止滴加，过滤除去沉淀，得到氢氧化钠溶液．
故填：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；向溶液中滴加氢氧化钙溶液，边滴加边振荡，直至不产生白色沉淀时停止滴加，过滤除去沉淀，得到氢氧化钠溶液．
（2）设氢氧化钠质量为x，
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O，
80            98
x          20g×9.8%
$\frac{80}{x}$=$\frac{98}{20g×9.8%}$，
x=1.6g，
则该氢氧化钠溶液的溶质质量分数为：$\frac{1.6g}{10g}$×100%=16%．
故填：16%．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．