Question

16．在不用酸碱指示剂的情况下，某兴趣小组的同学做完氢氧化钠与稀硫酸的中和反应实验后，对所得溶液中的溶质成分产生了兴趣，请你与他们一起进行以下探究．
【提出问题】溶液中的溶质有哪些物质？
【作出猜想】甲、乙、丙、丁四位同学分别作出了如下猜想：
甲同学：溶液中的溶质只有Na₂SO₄一种物质．
乙同学：溶液中的溶质有Na₂SO₄和硫酸两种物质．
丙同学：溶液中的溶质有Na₂SO₄和NaOH两种物质．
丁同学：溶液中的溶质有Na₂SO₄、NaOH和H₂SO₄三种物质．
【查阅资料】①Na₂SO₄溶液显中性．
②Al与强碱NaOH溶液反应生成偏铝酸钠（NaAlO₂）和另外一种物质．
【实验验证】

	实验操作	实验现象	实验结论
乙同学 实验	取中和反应后的溶液少许于试管中，将表面反复打磨后的铝片放入试管内的溶液中	铝片逐渐溶解，并有大量气泡冒出，收集气体点燃，火焰呈淡蓝色	乙同学 猜想成立
丙同学 实验	取中和反应后的溶液少许于试管中，向试管内滴加几滴无色酚酞试液	无色溶液变成红色	丙同学 猜想成立

【交流讨论】（1）戊同学根据所学化学知识和乙、丙两同学的实验现象，首先肯定甲、丁两同学的猜想都不成立，戊同学认为丁同学的猜想不成立的理由是NaOH和H₂SO₄因能发生反应，不能同时存在．经过进一步分析，戊同学认为乙同学的猜想也不成立，他的理由又是滴入酚酞试液后，溶液变红色，说明溶液呈碱性，溶液中不可能含有硫酸．该兴趣小组的同学经过充分讨论，一致认为丙同学的猜想成立．
（2）乙同学实验中铝片一定要反复打磨，除去表面的致密的保护膜，否则干扰实验现象和结论．
【总结反思】（1）在分析反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外，还要考虑反应物是否有剩余．
（2）做氢氧化钠与稀硫酸反应实验时，可先向氢氧化钠溶液中逐滴滴加稀硫酸，边滴加
边振荡，然后用PH试纸（多次）测定反应后溶液的pH，当pH为7时停止滴加稀硫酸，就可控制反应后溶液中的溶质只有Na₂SO₄．用PH试纸测定溶液pH的方法是用玻璃棒蘸取溶液滴在PH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照．
【拓展提高】（1）生活中能否用铝制品来盛放强碱性溶液？不能（选填“能”或“不能”）
（2）乙同学的实验中铝片与氢氧化钠溶液发生了反应，请写出铝与该溶液中的溶质和溶剂共同发生反应的化学方程式2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑．

Answer 1

分析 【作出猜想】根据硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，两种物质可能恰好完全反应，也可能其中的一种物质过量进行分析；
【实验验证】根据氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞变红色进行分析；
【交流讨论】（1）根据氢氧化钠和硫酸反应会生成硫酸钠和水，不能同时存在溶液中进行分析；
根据溶液滴加酚酞后显红色，说明溶液显碱性进行分析；
（2）根据铝和空气中的氧气反应会生成致密的氧化铝薄膜进行分析；
【总结反思】（1）根据在分析反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外，还要考虑反应物是否有剩余进行分析；
（2）根据pH=7，溶液显中性，以及pH试纸测定溶液pH值的方法进行分析；
【知识拓展】（1）根据Al与强碱NaOH溶液反应生成偏铝酸钠（NaAlO₂）等物质进行分析；
（2）根据铝和氢氧化钠反应会生成偏铝酸钠和氢气，氢气具有可燃性进行分析．

解答 解：【作出猜想】硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，两种物质可能恰好完全反应，也可能其中的一种物质过量，所以乙同学认为溶液中的溶质是Na₂SO₄和硫酸两种物质；
【实验验证】

	实验操作	实验现象	实验结论
乙同学 实验	取中和反应后的溶液少许于试管中，将表面反复打磨后的铝片放入试管内的溶液中	铝片逐渐溶解，并有大量气泡冒出，收集气体点燃，火焰呈淡蓝色	乙同学 猜想成立
丙同学 实验	取中和反应后的溶液少许于试管中，向试管内滴加几滴无色酚酞试液	无色溶液变成红色	丙同学 猜想成立

【交流讨论】（1）氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水，不能共存，所以丁同学根据乙、丙两位同学的实验现象，首先肯定丁同学的猜想不成立，经过进一步分析，丁同学认为乙同学的猜想也不成立，他的理由是：滴入酚酞试液后，溶液变红色，说明溶液呈碱性，溶液中不可能含有硫酸；
（2）铝和空气中的氧气反应会生成致密的氧化铝薄膜，所以乙同学实验中铝片一定要反复打磨，除去表面的致密保护膜；
【总结反思】（1）在分析反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外，还要考虑反应物是否有剩余；
（2）做氢氧化钠与稀硫酸反应实验时，可先向氢氧化钠溶液中逐滴滴加稀硫酸，边滴加
边振荡，然后用PH试纸（多次）测定反应后溶液的pH，当pH为7时停止滴加稀硫酸，就可控制反应后溶液中的溶质只有Na₂SO₄．用PH试纸测定溶液pH的方法是：用玻璃棒蘸取溶液滴在PH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照；
【知识拓展】（1）Al与强碱NaOH溶液反应生成偏铝酸钠（NaAlO₂）等物质，所以生活中不能用铝制品来盛放强碱性溶液；
（2）铝和氢氧化钠反应会生成偏铝酸钠和氢气，氢气具有可燃性，所以乙同学的实验中铝片与氢氧化钠溶液发生了反应，铝与氢氧化钠溶液发生反应生成偏铝酸钠和氢气，化学方程式为：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑．
故答案为：【作出猜想】H₂SO₄（或硫酸）；
【实验验证】红；
【交流讨论】（1）NaOH和H₂SO₄因能发生反应，不能同时存在；
滴入酚酞试液后，溶液变红色，说明溶液呈碱性，溶液中不可能含有硫酸；
（2）致密的保护膜；
【总结反思】（1）反应物是否有剩余；
（2）7，用玻璃棒蘸取溶液滴在PH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照；
【拓展提高】（1）不能；
（2）NaOH（或氢氧化钠），2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑．

点评 对反应后溶液组成成分进行猜想时，可根据反应物恰好完全反应或反应物之一过量进行分析，判断出反应后溶液的可能组成．