学习中和反应时,老师和同学们展开了如下探究:
【探究一】:探究实验过程中的能量变化
用胶头滴管将10%的稀盐酸逐滴加入盛有NaOH溶液的烧杯中,并用温度计测量温度变化.
小军发现:随着稀盐酸的不断滴入,溶液的温度先升高后降低.对此合理的解释是
盐酸和氢氧化钠溶液反应要放出热量,等反应完全后不再放热,
盐酸和氢氧化钠溶液反应要放出热量,等反应完全后不再放热,

而加入的盐酸会使溶液的温度降低
而加入的盐酸会使溶液的温度降低

【探究二】:探究反应发生及反应终点问题
实验中,除了温度有变化外,没有任何现象能证明反应是否发生及反应是否已至终点,小雯同学在老师的帮助下,进行了下图所示的探究实验(滴加试剂时同时搅拌).
①通过实验现象,小雯排除了实验B,你认为她的理由是
石蕊遇碱变蓝,遇中性溶液变紫,而这两种颜色比较接近,现象不明显
石蕊遇碱变蓝,遇中性溶液变紫,而这两种颜色比较接近,现象不明显

②实验C中溶液的颜色最终变成了红色,但也被排除,原因是
溶液变为红色,表明盐酸和氢氧化钠反应,但是滴加的氢氧化钠过量,不容易判断终点,所以该方案不合适
溶液变为红色,表明盐酸和氢氧化钠反应,但是滴加的氢氧化钠过量,不容易判断终点,所以该方案不合适

③实验时,老师告诉小雯:相对于实验A,实验D也有不足.通过下面的资料,你认为理由是
根据资料可以知道溶液只有达到弱碱性时石蕊才会变成紫色,而盐酸和氢氧化钠恰好完全反应时溶液呈中性,所以滴加的氢氧化钠溶液依然过量,所以该方案不合适
根据资料可以知道溶液只有达到弱碱性时石蕊才会变成紫色,而盐酸和氢氧化钠恰好完全反应时溶液呈中性,所以滴加的氢氧化钠溶液依然过量,所以该方案不合适

【资料卡片】:
紫色石蕊试液和无色酚酞试液在不同酸碱性溶液中的变色情况
紫色石蕊试液 pH<5.0:红色 5.0<pH<8.0:紫色 pH>8.0:蓝色
无色酚酞试液 pH<8.2:无色 8.2<pH<10.0:红色 pH>10.0:无色
④小杰认为:将NaOH溶液和稀盐酸混合后的溶液蒸干,若得到白色固体,则说明反应生成NaCl,从而确认反应已发生,你认为这种观点是否正确,并说出理由?
不正确;氢氧化钠也为白色固体
不正确;氢氧化钠也为白色固体

【探究三】:探究实验过程中的意外情况
(1)为了提高实验的趣味性,老师演示了如下图所示的连贯实验,回答下列问题:
①实验1所得溶液沸腾时的温度
100℃(填“>”、“<”或“=”);
②实验后溶液一定显碱性的试管有
4
4
支,实验3后溶液中NaOH质量分数
(填“>”、“<”或“=”)实验2后溶液中NaOH质量分数;
③通过上述探究,你对酚酞试液在碱性溶液中的颜色变化有何新的认识?
在温度较高的时候酚酞在碱性溶液中不会变红.
在温度较高的时候酚酞在碱性溶液中不会变红.

(2)小岳在他的实验过程中意外发现有气泡出现,你认为原因是
氢氧化钠变质
氢氧化钠变质

【探究四】:从部分变质的NaOH样品中回收较为纯净的NaOH
小江同学查阅了不同温度下NaOH的溶解度(见资料卡片),并按如下步骤进行了实验(其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为实验操作):
【资料卡片】:
温度/°C 10 20 40 60 80 100
溶解度/g 64 85 138 203 285 376

①试剂A是
Ca(OH)2
Ca(OH)2
(填化学式)溶液;
②操作名称:Ⅰ
过滤
过滤
、Ⅱ
蒸发
蒸发
、Ⅲ
降温结晶
降温结晶

③为获得纯度较高的NaOH固体,小江同学应在干燥前将其用
饱和的氢氧化钠溶液来洗涤所得晶体
饱和的氢氧化钠溶液来洗涤所得晶体
进行淋洗.
【探究五】:测定NaOH样品中NaOH的质量分数
小海取13.5g部分变质的NaOH固体样品加适量的水配成溶液,向其中加入足量质量分数为7.3%的稀盐酸,使其充分反应,生成二氧化碳2.2g(假设生成的CO2被完全吸收).
求:①样品中NaOH的质量分数(精确到小数点后一位);
②在图中画出以纵坐标表示二氧化碳质量,横坐标表示盐酸质量的关系图(不要求精确);解题过程:
①设混合物中碳酸钠的质量为x,消耗盐酸的质量为y
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2
10673 44
xy?7.3%2.2g
106
x
=
73
y?7.3%
=
44
2.2g

解得:x=5.3g,y=50g
所以氢氧化钠的质量分数为:
13.5g-5.3g
13.5g
×100%=60.7%
②根据①的解答可以知道,生成2.2g二氧化碳需要盐酸的质量为50g
故可以作图如下:
①设混合物中碳酸钠的质量为x,消耗盐酸的质量为y
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2
10673 44
xy?7.3%2.2g
106
x
=
73
y?7.3%
=
44
2.2g

解得:x=5.3g,y=50g
所以氢氧化钠的质量分数为:
13.5g-5.3g
13.5g
×100%=60.7%
②根据①的解答可以知道,生成2.2g二氧化碳需要盐酸的质量为50g
故可以作图如下:

【反思】:经过讨论,大家一致认为小海方法有误,求出的NaOH的质量分数比实际值大,造成错误最有可能的原因是什么?
根据氢氧化钠变质的过程可以知道,氢氧化钠要先吸收水分潮解后然后才会和二氧化碳反应,所以13.5g样品中包含了水的质量,而计算时没有考虑到吸收的水的质量,故会使求得的氢氧化钠的质量分数偏大
根据氢氧化钠变质的过程可以知道,氢氧化钠要先吸收水分潮解后然后才会和二氧化碳反应,所以13.5g样品中包含了水的质量,而计算时没有考虑到吸收的水的质量,故会使求得的氢氧化钠的质量分数偏大

【拓展提高】:欲使实验结果准确可靠,你对小海的实验会做怎样的改进?
将氢氧化钠样品烘干后进行实验
将氢氧化钠样品烘干后进行实验
化学物质之间的反应奥妙无穷.在一次化学探究活动中,同学们从不同角度对稀硫酸与氢氧化钠溶液的反应进行了探究,请你参与并填写以下空白.
(1)如何用实验验证稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了反应
第一组同学设计了实验方案一:
实验步骤 实验现象 结论
先用PH试纸测定稀硫酸的PH,再逐渐滴加氢氧化钠溶液,并不断振荡,同时测定混合液的PH. PH逐渐变大,
最后 PH≥7
稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应
①请你分析上述方案中为什么强调只有测得的PH≥7才能证明反应发生了?
排除因氢氧化钠溶液的加入,稀释硫酸而引起PH变大
排除因氢氧化钠溶液的加入,稀释硫酸而引起PH变大

或只有PH≥7才能说明硫酸已经反应掉了
或只有PH≥7才能说明硫酸已经反应掉了

②写出稀硫酸与氢氧化钠溶液反应的化学方程式
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O

(2)设计实验,探究稀硫酸与氢氧化钠溶液的反应是否放热
实验仪器与药品:10%的硫酸、10%的氢氧化钠溶液、烧杯、温度计、玻璃棒、胶头滴管.
请你完成实验方案设计:
实 验 步 骤 实验现象 结论
稀硫酸与氢氧化钠溶液反应放热
(3)探究稀硫酸与氢氧化钠溶液是否恰好完全反应
第二组同学在做完稀硫酸与氢氧化钠溶液反应的实验后,为探究稀硫酸与氢氧化钠溶液是否恰好完全反应.
设计了实验方案二:

实验步骤 实验现象 结论
取少量上述反应后的溶液于试管中,滴加硫酸铜溶液.
生成蓝色沉淀
生成蓝色沉淀
氢氧化钠溶液过量
若没有明显现象 稀硫酸与氢氧化钠溶液恰好完全反应
此时有同学提出方案二不能证明稀硫酸与氢氧化钠溶液恰好完全反应,其原因是
若盐酸过量,加入硫酸铜溶液时也无明显现象(或硫酸可能有剩余);
若盐酸过量,加入硫酸铜溶液时也无明显现象(或硫酸可能有剩余);
.为此,还需要选择
紫色石蕊试液(或锌粒、碳酸钠、氧化铜、氢氧化铜、pH试纸等).
紫色石蕊试液(或锌粒、碳酸钠、氧化铜、氢氧化铜、pH试纸等).
(填一种试剂),再进行实验即可.
能力提升:
某地新建一化工厂有一种产品属于“复盐”,该产品可用作铁树、棕榈等花木的肥料.某化学课外兴趣小组探究该产品的组成,进行了如下的实验:(查阅资料获知:“复盐”是指由两种阳离子和一种酸根离子组成的盐.如光卤石(KCl?MgCl2?6H2O)).

试回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:C
NH3
NH3
、E
Fe(OH)3
Fe(OH)3
、F
BaSO4
BaSO4

(2)写出下列变化的化学方程式:
4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3
4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3
 ③
Na2SO4+Ba(NO32═BaSO4↓+2NaNO3
Na2SO4+Ba(NO32═BaSO4↓+2NaNO3

(3)上述探究结果说明样品A中含有的离子有
Fe2+、NH4+、SO42-
Fe2+、NH4+、SO42-

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