Question

在研究酸和碱的化学性质时，某小组同学想证明：稀H₂SO₄与NaOH溶液混合后，虽无明显现象，但确实发生了化学反应．请与他们一起完成实验方案的设计、实施和评价．
（1）方案一：
①用pH试纸测定NaOH溶液pH时，正确的操作是：

 

．
②测定某NaOH溶液的pH，pH

 

7（选填“大于”、“等于”或“小于”）；往上述NaOH溶液中滴加足量稀H₂SO₄；测定稀H₂SO₄与NaOH溶液混合后溶液的pH，pH＜7．
结论：稀H₂SO₄与NaOH溶液发生了化学反应，并且

 

过量．
（2）方案三：①按图1进行实验操作，可观察到

 

（填现象）．
结论：稀H₂SO₄与NaOH溶液发生了化学反应，反应的化学方程式为：

 

．
（3）上述两个方案在设计思想上的相同点是

 

．
（4）为了进一步获取稀H₂SO₄与NaOH溶液确实发生了化学反应的证据，依据中和反应是

 

（选填“放热”、“吸热”或“无热量变化”）的反应，同学们决定用氢氧化钠固体和稀盐酸反应测定反应前后溶液温度的变化来设计实验．此方案是否合理？为什么？

 

．
（5）方案三：同学们设计图2实验证明二者之间确实发生了反应，所用的试剂有NaOH溶液、H₂SO₄溶液、
CuSO₄溶液．请在箭头上方的括号中填入试剂名称，并用“适量”、“足量”等指明试剂的用量．
①如果把CuSO₄溶液换成另一种试剂，只要各试剂的用量适当，则不管加入试剂的顺序如何，都能证明二者发生了反应，这种试剂是

 

．

Answer 1

考点：探究酸碱的主要性质,溶液的酸碱度测定,中和反应及其应用,物质发生化学变化时的能量变化,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（1）用pH试纸测定溶液pH的方法为：用玻璃棒蘸取少许待测液滴在PH试纸上，然后把试纸显示的颜色与标准比色卡对照，即可确定溶液的酸碱度，切记不能直接把试纸浸入待测液中，也不能先用水将pH试纸润湿后测定，因为这样做会稀释待测液，使测量结果不准．
（2）根据已有的知识进行分析，氢氧化钠溶液的pH大于7，pH小于7为酸性；
（3）根据溶液的酸碱性考虑．
（4）根据中和反应放热分析．
（5）根据酸碱盐的性质以及酸碱指示剂的性质考虑，如氢氧化钠与硫酸铜反应产生的沉淀的颜色便于观察等，酚酞遇上酸无色，遇碱变蓝．

解答：解：（1）①pH试纸测定pH的方法是：将一小片pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒或胶头滴管将氢氧化钠溶液滴在试纸上，再将变色的试纸与标准比色卡对照读出数值．
②氢氧化钠溶液呈碱性，其溶液的pH大于7，测定稀H₂SO₄与NaOH溶液混合后溶液的pH，pH＜7，说明硫酸过量．
（2）氢氧化钠溶液能使酚酞变红，若将稀硫酸加入氢氧化钠溶液中，观察到红色消失，说明溶液的碱性消失，即氢氧化钠参加了化学反应，氢氧化钠能与硫酸反应生成硫酸钠和水，故填：滴有酚酞的溶液红色消失，H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O；
（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，所以本题答案为：混合前后溶液的酸碱性是否发生了变化；
（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，反应前测起始温度，反应中测温度是否升高，加入过量的硫酸再测溶液的温度是否降低，所以本题答案为：放热，三．
（5）实验中的现象无非就是沉淀、变色或者生产气体，要想验证氢氧化钠和硫酸会发生反应，可通过产生沉淀然后沉淀消失的现象得到我们想得的结论．先加入少量硫酸铜，会看到蓝色的沉淀，再加入硫酸，一开始沉淀不消失，最后消失，证明硫酸先和氢氧化钠反应，反应完后又和氢氧化铜反应．
故答案为：先少量硫酸铜，再足量硫酸
①如果我们使用酸碱指示剂酚酞试液，先加酚酞试液，颜色变为红色，再加硫酸，慢慢变为无色．证明氢氧化钠和硫酸发生了反应．如果先加硫酸，再加酚酞试液，不变红色，证明氢氧化钠和硫酸发生了反应．故答案为：酚酞试液
故答案为：（1）将一小片pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒或胶头滴管将氢氧化钠溶液滴在试纸上，再将变色的试纸与标准比色卡对照读出数值．
（2）滴有酚酞的溶液红色消失；H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O；
（3）混合前后溶液的酸碱性是否发生了变化；
（4）放热；三．
（5）先少量硫酸铜，再足量硫酸；①酚酞试液．

点评：本题考查了酸碱中和反应，完成此题，可以依据已有的知识进行，所以要求同学们在平时的学习中加强基础知识的储备．